«АВИАЦИОННАЯ КЛИМАТОЛОГИЯ (глобальная, региональная и маршрутная) АКЫЛБАЕВА К.И. АЛМАТЫ 2011 АКЫЛБАЕВА К.И. АЛМАТЫ 2011 Акылбаева К.И. Авиационная Климатология (глобальная, региональная и маршрутная). Алматы, 2011, ...»

УДК 656.7(075.8)

ББК 39.511я73

А44

ISBN 978-601-7086-59-6

АВИАЦИОННАЯ

КЛИМАТОЛОГИЯ

(глобальная, региональная и маршрутная)

АКЫЛБАЕВА К.И.

АЛМАТЫ

2011

АКЫЛБАЕВА К.И.

АЛМАТЫ

2011 Акылбаева К.И. Авиационная Климатология (глобальная, региональная и маршрутная). Алматы, 2011, 399стр., 156рис., 35 табл., 1график.

Работа сделана по результатам анализа зарубежных учебников. В работе кратко представлена глобальная, региональная и маршрутная Авиационная Климатология Земного шара, дана краткая характеристика местных локальных ветров. В пособие включена Климатологическая Информация Всемирной Метеорологической Организации разных городов различных регионов Земного шара, представлены таблицы измерения метеорологических параметров, дано дополнение по названиям тропических циклонов на будущее.

Учебное пособие рассчитано на пилотов воздушных судов, выполняющих международные полеты по всему Земному шару, для студентов и слушателей учебных заведений ГА. Пособие может представлять интерес для авиационных метеорологов.

Рецензенты:

Старший преподаватель по воздушной навигации и международным правилам полетов Академии ГА РК (Беришев Ш.Т.) Начальник инспекции по БП АО “KAZ AIR JET” (Карманов С.Б.) В природе все закономерно:

Начала нет и нет конца, Но мы стремились и стремимся Познать законы бытия.

Наташа Краснова

ПРЕДИСЛОВИЕ

Сведения об Авиационной климатологии Земного шара на русском языке весьма скромные (может это мне не повезло), поэтому пришлось обратиться к зарубежным первоисточникам, где, как мне кажется, четко, конкретно, сжато, наглядно с хорошими рисунками представлены климатические характеристики различных регионов Земного шара.

Земной шар - такой маленький и одновременно большой. Куда только не залетали наши казахстанские пилоты, даже в Антарктиду. Раньше на климат всего Земного шара мы не обращали особого внимания, а сейчас надо, время подоспело. В настоящее время, где только не бывают и с какой только погодой не встречаются наши пилоты. С развитием авиации РК и расширением географии полетов данный материал поможет нашим пилотам ориентироваться в погоде различных регионов Земного шара.

В учебном пособии использованы данные по климатологии учебников по Авиационной метеорологии последних лет, изданных в последние годы за рубежом.

Характеристики местных, локальных ветров различных регионов Земного шара существенно отличаются. Знание их весьма важно для пилотов, летающих в эти регионы, поэтому я посчитала нужным включить в работу отдельную главу о местных ветрах. И если некоторые ветры будут повторяться в той или другой главе, не удивляйтесь. Думаю, что это только утвердит Ваши знания этих ветров.

Надеюсь, что данные климатических характеристик разных городов различных регионов Земного шара также пригодятся в практической работе летному составу. В работу включены таблицы единиц измерения ИКАО, стандартной атмосферы, единиц измерения давления, температуры, влажности, ветра, линейных мер.

Думаю, что некоторые данные о климате разных стран Земного шара не будут лишними для пилотов. О таких явлениях, как Эль - Ниньо и Ла – Нинья, влияющих на изменение климата глобального характера, мы с вами разберемся в будущем в следующей работе.

При работе с литературой мне очень понравились рисунки в зарубежных учебниках, особенно в разделе климатологии по маршруту, чем я и воспользовалась. Они представляют большой объем информации в очень удобной и легкой форме. Посмотрите, сами убедитесь в этом. Рисунки учебников очень удачные, но подписи сделаны на английском языке, так что разобраться в смысле рисунков Вам, знающим английский язык достаточно хорошо, я думаю, не составит особой трудности.

Характеристики воздушных масс, атмосферных фронтов и барических систем (с JAR уклоном), упомянутые в данном учебном пособии, подробнее представлены в предыдущей работе.

Нет нужды убеждать кого-либо в актуальности этой работы. Она отвечает этим требованиям. Работа доступна любому, даже неподготовленному. Много интересного найдут и специалисты.

Весьма признательна старшему преподавателю Академии ГА РК, магистру технических наук Кошановой Ш., а также казахстанским пилотам Шиповских С.П., Аюпову В., Чалову Е., Cибгатулину Р., Перевозникову А., Калиеву К, Рогатовскому Д., Каракулько И., Гордееву Н. за любезное предоставление ими мне рабочего материала по данной теме.

ГЛОБАЛЬНАЯ КЛИМАТОЛОГИЯ

Введение Климат – статистический режим условий погоды, характерный для каждого данного места Земли в силу его географического расположения. Наукой о климате является Климатология. Слово “Климатология” происходит от Греческого слова Klimo, что означает наклонная поверхность или наклон. Это относится к углу падения лучей Солнца, направленных на определенное место, и, как следствие, прогреву, который воздействует на климат определенного места.

Элементами климатологии, которые в совокупности формируют погоду, являются температура, давление, влажность, осадки, часы солнечного света и ветер. Эти элементы находятся в зависимости от широты места на планете, его местоположения (морской или континентальный), барических систем, высоты над уровнем моря и географии. Многолетние климатологические данные помогают при прогнозировании погоды определенного места, района, маршрута.

Чтобы безопасно управлять самолетом при полетах вокруг Земного шара, пилоту необходимо иметь хорошие общие знания по Авиационной Климатологии. Он должен понимать те вопросы, которые важны для современной авиации. К ним относятся температура, давление, ветер, местоположение струйных течений, местоположение грозовых облаков, погода низкого уровня для безопасного взлета и приземления и региональный климат окружающей среды в различных регионах Земного шара. Пилот также должен знать местные метеорологические явления, которые могут повлиять на полеты.

В данной главе Авиационная климатология рассматривается в глобальном масштабe (рис. 1-1), с учетом её региональных и сезонных вариаций.

Многолетние климатологические данные помогают при прогнозировании погоды определенного места, района, маршрута.

Идеальная Циркуляция Земного Шара Общая циркуляция воздуха - очень сложная система движения воздуха, основанная на перемещении воздуха из области высокого давления в область низкого давления и действии вращения Земли.

Сначала для понимания общих условий, которые делают погоду, рассмотрим Идеальную циркуляцию Земного шара. “Идеальный” Земной шар не вращается вокруг Солнца, он имеет гомогенную (однородную) поверхность, покрытую морем, его географический и термический экваторы совпадают, ось Земного шара вертикальна к плоскости орбиты (не наклонена). Фактически поверхность Южного Полушария во многих местах охвачена морями, и Климатология Южного Полушария весьма соответствует Идеальной циркуляции. Температура такой однородной поверхности зависела бы только от широты.

В Идеальной атмосфере давление на любой заданной высоте над экватором было бы больше, чем на любой высоте над полюсами и воздух бы смещался на высотах от экватора к полюсам, образуя антициклоны в высоких широтах и вызывая движение приземного воздуха от полюсов к экватору.

Высокие температуры подстилающей поверхности на экваторе благодаря солнечной радиации cогрели бы воздух за счет проводимости, и этот воздух поднимался бы за счет конвекции, вызывая низкое давление на земной поверхности (экваториальный пояс низкого давления, экваториальная ложбина) и относительно высокое давление на высоте (непосредственно под тропопаузой). Это высокое давление вызвало бы движение воздуха на высоком уровне к полюсам.

Рис. 1-2 Идеальная Циркуляция Земного Шара К тому времени, когда поток достиг бы полюсов, воздух стал бы холодным и начал бы опускаться. Это, в свою очередь, создало бы относительно высокое давление над полюсами у земной поверхности (полярный антициклон). Высокое давление у земной поверхности на полюсах вызвало бы отток приземного воздуха от полюсов назад к экватору, таким образом, завершая цикл кольца, ячейки (рис. 1-2).

Реальная Циркуляция Земного Шара Фактически из-за неровностей поверхности и распределения суши и моря идеальная модель в значительной степени искажена.

В реальности Земля вращается, что вызывает Геострофическую силу (Geostrophic Forse - GF). Эта сила при движении воздуха вызывает отклонение потока в Северном Полушарии вправо и в Южном Полушарии влево, и чем ближе к полюсу располагается точка, тем отклонение больше (рис. 1-3).

Рис. 1-3 Влияние отклоняющей силы вращения Земли Около 50 % поверхности Земного Шара содержится между широтами 30°N и 30°S, поэтому южное и северное кольца Хэдли (Hadley Cells) или ячейки Гадлея непосредственно влияют на половину Земного шара.

Воздух, накапливающийся вокруг Земного шара в субтропических широтах (примерно 30 N/S), увеличивает давление на подстилающую поверхность и затем оседает в ячейках Хедли. В конечном результате вокруг Земного шара примерно на широте 30 N/S формируется почти постоянный (semipermanent) теплый (из-за адиабатического прогрева опускающегося воздуха) Субтропический пояс высокого давления (Persistent Subtropical high pressure belt). Эти широты также известны как Конские широты (Horse Latitudes) (рис. 1-4).

В субтропических зонах высокого давления в каждом полушарии опускающийся воздух растекается у поверхности земли, как в северном, так и в южном направлении. В Северном Полушарии потоки воздуха из Субтропической зоны высокого давления растекаются: часть потока возвращается на Юг к экватору, к ITCZ юго-восточными пассатами, завершая тем самым цикл кольца Хэдли (Hadley Cells), в то время как другая часть потока оттекает к Северному полюсу. Оттекающий воздух под влиянием GF (Geostrophic Forse - Геострофическая сила) будет формировать Северо-Восточные торговые ветры, названные пассатами (NE Trade Winds), направленные в сторону Экватора, и Западные ветры Умеренных широт (Тemperate latitude Westerlies), направленные в сторону Северного Полюса (рис. 1-4).

Зеркальное отражение будет в Южном Полушарии: потоки воздуха из Субтропической зоны высокого давления растекаются, один из которых дует на Север к экватору, а второй – к Южному полюсу. Оттекающий воздух под влиянием GF (Geostrophic Forse - Геострофическая сила) будет формировать Юго-Восточные торговые ветры, называемые пассатами (SE Trade Winds) направленые к Экватору и Западные ветры Умеренных широт (Тemperate latitude Westerlies), направленные к Южному полюсу (рис. 1-4).

Пассаты, сходящиеся под большим углом к экваториальной ложбине (Equatorial trough), экваториальной зоне затишья (Doldrums), формируют Внутритропическую Зону Конвергенции (Intertropical convergence zone - ITCZ). Воздух поясов пассатов вынужден подниматься в ITCZ, развивая в Экваториальной зоне большую неустойчивость. При этом теплый, влажный, морской воздух, охлаждаясь до его температуры конденсации, выделяет большое количество скрытой теплоты конденсации, развиваются мощные кучево-дождевые облака, грозы, сильные ливни (рис. 1-4).

Кольца, сформированные между экватором (0) и субтропическим поясом высокого давления (30 N/S) как в Северном, так и в Южном Полушарии, как описано выше, названы кольцами Хэдли (Hadley Cells) (рис. 1-4, 1-5). Система получила название по имени Джорджа Хедли (1685британского метеоролога, который сформулировал теорию пассатов.

Aнтициклоны, называемые также ячейками Гадлея, вокруг 30°N и 30°S широты, известны как Субтропические зоны высокого давления (Sub-tropical high pressure zones). Они обеспечивают отток приземного воздуха, часть которого будет двигаться в направлении ближайшего полюса (рис. 1Рис. 1-4 Реальная Циркуляция Земного Шара Западные ветры умеренных широт, перемещающиеся у поверхности земли из Субтропических зон высокого давления по направлению к полюсам, встречаются с Полярными Восточными Ветрами (Polar Easterly Winds), двигающимися из Полярных зон высокого давления у поверхности земли, вызывая конвергенцию. Сходимость потоков заставляет воздух подниматься вверх, создавая, таким образом, у поверхности земли вокруг Земного шара примерно на широте 60N/S Умеренные Зоны Низкого Давления (Temperate Low pressure Zones) или Зоны Низкого Давления Умеренных широт. Именно здесь формируются и перемещаются с Запада на Восток Полярно – Фронтовые Депрессии (Polar Frontal Depressions - PFD), развивается фронтальная активность, нередко определяющая погоду средних широт (рис.1-4).

Воздух здесь поднимается до тропопаузы, откуда на высотах он отклоняется как к полюсам, так и в низкие широты, что приводит к образованию ещё двух колец (ячеек), а именно, кольца Ферреля (Ferrel Cell) и Полярного кольца (Polar Cell). Кольца Ферреля (Ferrel Cells) в обоих Полушариях образуются между Субтропическими зонами высокого давления (30 N/S) и Умеренными зонами низкого давления (60 N/S). Полярные кольца (Polar Cells) в обоих Полушариях образуются между Умеренными зонами низкого давления (60 N/S) и Полярными зонами высокого давления (90N/S) (рис. 1-4, 1-5, 1-6).

В каждом Полушарии воздушные потоки на высотах из колец Хэдли (Hadley cells) и Ферреля (Ferrel cells), встречаются и оседают примерно на 30 N/S широте, образуя на этой широте у земной поверхности Субтропические зоны высокого давления, вызывающие установившуюся погоду.

Полярный фронт вызывается холодным воздухом Полярного кольца (Polar Cell), расположенным клином под более теплым воздухом кольца Ферреля (Ferrel Cell). Сложный рисунок воздушного потока, связанного с полярным фронтом, определяет погоду средних широт.

Рис.1- Упрощенный рисунок Общей Циркуляции Атмосферы (три кольца глобальной циркуляции воздуха).

Рис. 1 - 6 Вертикальный разрез Тропосферной Циркуляции (3 кольца) На рис.1-5и 1-6 представлены упрощенная схема и вертикальный разрез 3х колец Общей Циркуляции Атмосферы, где 3 кольца в первое - кольцо Хэдли (Hadley Cells), ячейка Гадлея, второе - кольцо Ферреля (Ferrel Cell) и третье - кольцо Полярное (Polar Cell).

Сезонные вариации Вследствие того, что ось Земли наклонена под углом 23.5 к плоскости вращения Земли вокруг Солнца, положение зон давления относительно поверхности земли изменяется в течение года. В Июне Северное Полушарие наклонено к Солнцу. Это означает, что широта, где Солнце в полдень находится вертикально над головой, 23.5N, а не экватор. Это лето Северного Полушария, и тепло, получаемое от Солнца, существенно увеличивается не только от интенсивности излучения Солнца, но и от продолжительности светлого времени суток.

Солнце будет над головой на самой северной широте Тропик Рака (Tropic of Cancer) 23.5N 21-го Июня прежде, чем повернет на юг и будет над головой в Декабре в Тропике Козерога (Tropic of Capricorn) на 23.5S.

Это будет самое холодное время в Северном Полушарии, т. е. зима. Время, когда Солнце в его самой дальней точке юга или севера, известно как Солнцестояние (Solstices) (рис. 1-7).

Метеоро10логические сезоны отличаются от астрономических сезонов, описанных выше, тем, что они определяются температурой, а не относительной позицией Солнца. В силу того, что температуры воздуха находятся под влиянием явления, известного как тепловая инерция (пик температурной инерции запаздывает, после пика инсоляции), самое жаркое время года в среднем наблюдается спустя приблизительно месяц после летнего Солнцестояния, и самые холодные дни наблюдаются спустя приблизительно месяц после зимнего Солнцестояния. Таким образом, середина лета в Северном Полушарии и середина зимы в Южном Полушарии считаются в Июле. Аналогично этому Южное летнее Солнцестояние и Северное зимнее Солнцестояние произойдут 21-го Декабря. Таким образом, середина лета в Южном Полушарии и середина зимы в Северном Полушарии считаются в Январе (рис.1-7).

Когда Солнце проходит прямо над экватором дважды в год, то это известно как Равноденствие (Equinox). 21-е Сентября мы считаем Южным весенним и Северным осенним Равноденствием (Солнце движется на Юг), и 21-е Марта мы считаем Северным весенним и Южным осенним Равноденствием (Солнце движется на Север).

Рис. 1-7 Орбитальное Движение Земного Шара вокруг Солнца Можно отметить, что выше 66.5 °N (Арктический Круг - Arctic Circle) Солнце выше горизонта 24 часа в сутки 21 Июня и ниже горизонта часа в сутки 21 Декабря. Обратная картина справедлива для Антарктики.

В Июле в Арктике полярный день, и в Антарктиде полярная ночь, в то время как в Январе обратная картина.

Из-за этих сезонов квазипостоянные (semi - permanent) зоны давления, упомянутые выше, а именно, экваториальная ложбина низкого давления, субтропический антициклон, циклон умеренных широт и полярный антициклон будут незначительно смещаться на Север в Июле и на Юг в Январе.

Между квазипостоянными зонами давления располагаются зоны давления, известные как переходные (transitional) зоны давления. Погода постоянных зон не изменяется, но места на поверхности земли, которые лежат в пределах одной их этих переходных зон, проведут часть года в одной постоянной зоне, а другую часть года в другой. Например, Средиземноморская зона давления будет под влиянием субтропического антициклона в Июле и умеренного циклона в Январе.

В реальной жизни сезонные движения термического экватора вызывают тропические дожди, наблюдаемые в Летнем Полушарии: то есть в Северном Полушарии в Июле и в Южном Полушарии в Январе. Мы, таким образом, перемещаемся в каждом Полушарии в регион между субтропическими антициклонами и экваториальной областью пониженного давления, и каждый раз будем подвергаться тропическим дождям летом и сухим пассатам (trade wind) зимой. Возле экватора дождь будет практически все время с максимальным количеством осадков во время Равноденствия (Equinoxes) и минимумом во время Солнцестояние (Solstices).

Наиболее жаркий пояс вокруг экватора или "Жаркий, термический экватор" (Heat Equator) смещается примерно на широту 10° на Север и Юг в соответствии с движением Солнца, хотя и около месяца позднее и все климатические зоны будут также двигаться.

Аналогично Неустойчивая умеренная зона (Disturbances of the temperate zone) распространяется в направлении экватора зимой и возвращается назад вновь летом с тем, чтобы районы на полярной стороне субтропических антициклонов имели зимой циклонические дожди и сухое лето.

Климатические Зоны (по широте) Широта места, географическое расположение, топография местности, характер подстилающей поверхности, тип барического поля влияют на температуру, плотность и давление воздуха и оказывают заметное воздействие на климат места.

Как влияет на климат тип барической системы? Так, например, в циклоническом экваториальном регионе и в умеренных фронтальных зонах воздух при подъеме адиабатически охлаждается, насыщается, образуются облака, выпадают осадки. И, наоборот, в антициклонических полярных и субтропических регионах из-за оседания воздуха отмечаются в основном засушливые условия. С учетом этого Земной Шар можно разделить на ряд климатических зон (квазипостоянные и переходные зоны давления) (рис.

1-8).

1. Экваториальная зона (Equatorial zone) (низкое давление, примерно 0-10N/S).

Слабый градиент давления в этой зоне образует Экваториальную зону затишья (Doldrums). Температура и влажность здесь высокие. В течение года температуры относительно однородные, годовая амплитуда температуры воздуха мала, порядка 1 - 2. Есть два основных влажных сезона, когда Солнце проходит над головой, на Равноденствие (Equinoxes) в Марте и Сентябре. Приземные ветры в Экваториальной зоне затишья (Doldrums) обычно слабые. Ветры на высотах восточного направления с незначительными восточными струйными течениями. Никогда не бывает сухо. Часто отмечаются мощные конвективные Cb облака и сильные, довольно частые ливневые дожди и грозы, обычно после обеда и рано вечером. В этой зоне отмечается Климат Влажных Тропических лесов (Tropical rain forest), например, в бассейнах Амазонки или Конго.

Примерами зоны могут быть Кения (Kenya) и Сингапур (Singapore), где почти ежедневно отмечаются грозы (рис.1-8).

2. Тропическая Переходная зона/Зона Саванн (Tropical Transitional Zone/ Savannah Zone) (низкое давление летом и высокое зимой, приблизительно 10- 25N/S).

В этой зоне находятся торговые ветры Пассаты (Trade Wind). Климат является переходным между экваториальной зоной и субтропической зоной, т.е. сухие Пассаты зимой и экваториальные дожди летом.

Продолжительность сезона дождей уменьшается с увеличением широты Приземные ветры зимой NE в Северном Полушарии и SE в Южном Полушарии, а летом SW в Северном полушарии и NW в Южном полушарии. Ветры на высотах, как правило, восточные. Примеры этой зоны - северо-запад Африки, Малайзии (Malaya) и Бирма (Burma). В Южном полушарии NE Квинсленд (Queensland), Мозамбик (Mozambique) и Мадагаскар (Madagascar) (рис. 1Засушливая Субтропическая Зона/Cтепи (Arid Sub-Tropical Zone/Steppe) (высокое давление, приблизительно 25- 35N/S).

Погода типичного субтропического антициклона, устойчивая, сухая и теплая. В этом регионе опускающийся теплый и сухой воздух, создает типичный климат пустыни: жаркие, сухие, безоблачные условия, особенно летом, с коротким влажным сезоном на границе пустыни – на нижней границе ITCZ летом и верхней границе активности умеренной зоны зимой. Над сушей суточные и годовые колебания температуры довольно большие. Эта зона включает большие пустыни мира, такие как Сахара (Sahara), Аравия (Arabian), Синд Гоби (Sind Gobi) в провинции Пакистана, Калахари (Kalahari) и Аризона (Arizona), пустыни Южно - Американские (S American) и пустыни внутренней Австралии (Australian) Гибсон (Gibson) и Симпсон (Simpson). Через эту зону также проходит пояс Пассатов (Trade Wind), заметный по постоянным скоростям и направлению. Приземные ветры слабые NE в Северном полушарии и SE в Южном полушарии. Ветры на высотах западного направления с субтропическими струйными течениями (STJ) зимой.

Полузасушливые степи, граничащие с пустынными районами, имеют короткий сезон дождей. В Северном полушарии это отмечается к северу от пустынь зимой и к югу летом. Примером этой зоны могут служить Российские Степи и Пампасы в Южной Америке (рис 1-8).

4. Умеренная переходная или Средиземноморская зона (Temperate Transitional or Mediterranean Zone) (высокое давление летом и низкое зимой, приблизительно 35- 45N/S).

Эта зона располагается в переходном климате между засушливой субтропической зоной и неустойчивой умеренной зоной.

Средиземноморский тип климата. Зима влажная и холодная.

Неустойчивые умеренные условия зимой связаны с фронтальными и термическими депрессиями. Лето теплое и сухое, со слабыми ветрами и морскими бризами, когда термический экватор перемещается по направлению к полюсам (рис.1-8). Зимой приземные ветры западные с депрессиями и осадками. Ветры на высотах западные. Примеры в Южном полушарии Виктория (Victoria) в Австралии и северный остров Новой Зеландии (New Zealand).

5. Неустойчивая Умеренная Зона (Disturbed Temperate Zone) (низкое давление - приблизительно 45- 65N/S).

Этот район является типичным для перемещающихся полярно фронтовых депрессий. Погода определяется в основном полярнофронтовыми депрессиями (Polar Frontal Depressions - PFD), с гребнями и системами высокого давления между ними. Перемещаются PFD с запада на восток, особенно зимой. Циклонический подъем воздуха приводит к облакообразованию и осадкам. Летом полярные фронты движутся на север и поэтому погода более спокойная, но сухого сезона нет. Приземные ветры западные и зимой часто сильные (gales) и штормовой силы.

Ветры на высотах – струйные течения связанны с полярными фронтами.

Летом субтропические струйные течения могут достигать более низких широт. Между холодными умеренными и полярными зонами в Северном Полушарии можно выделить Бореальную (северную) зону. Бореальная зона (40N - 60N) по классификации климатов Кеппена это зона с хорошо выраженной очень холодной снежной зимой и коротким достаточно теплым, влажным летом. Примеры – Европа к северу от Средиземного моря, Скандинавия и север России, северная часть Северной Америки и южный остров Новой Зеландии (рис 1-8).

6. Полярная Зона Высокого Давления (Polar High Pressure Zone) (высокое давление - приблизительно 65- 90N/S).

В данной зоне антициклоническая погода, обусловленная опусканием воздуха.

Депрессии, перемещающиеся иногда летом на периферии зоны, приносят неустойчивую погоду и осадки. Летом в некоторых районах температура может подниматься выше нуля на месяц или около того, проявляясь в климате тундры. В районе Тундры вырастает редкая растительность типа лишайников и моха. Подпочва остается постоянно замерзшей - Вечная мерзлота. Приземные ветры, как правило, восточного направления, а летом становятся западными. Ветры на высотах восточные летом и западные в зимний период (рис 1-8).

Относительная влажность (Relative Humidity) Рис 1- 9 Зональная циркуляция относительной влажности (RH) Рисунок 1- 9 четко показывает, как относительная влажность (RH) варьирует в зависимости от широты и сезона.

Распределение Температуры на Земном Шаре Температура приземного воздуха определяется широтой, сезоном, сушей/поверхностью моря, топографией и морскими течениями.

Температура в основном изменяется обратно пропорционально широте.

Самые высокие температуры находятся в низких широтах вблизи экватора.

Приземная температура идеального Земного Шара, покрытого водой, охлаждалась бы равномерно с увеличением широты, потому что высота Солнца с увеличением широты понижается. Однако изотермы не всегда соответствуют параллелям широт вследствие различного влияния суши и воды на температуру воздуха. Над сушей высокие температуры приходятся на начало лета, а низкие температуры на начало зимы. Более высокие температуры моря имеют место к концу лета и сохраняются в начале зимы.

Северное Полушарие имеет большую площадь суши и гораздо меньшую площадь океана, чем Южное Полушарие. В результате этого у больших массивов суши (континенты) суточные и годовые колебания температуры экстремальные, в то время как океаны имеют тенденцию сохранять свою температуру над ними, прибрежными зонами и малыми островами фактически постоянной. Изменения температуры значительно больше в Северном Полушарии над континентами, чем над океанами. Самые наибольшие суточные, а также сезонные колебания температуры, самые высокие и самые низкие значения изотерм встречаются над большими континентами Азии (Asia) и Северной Америки (North America), достаточно удаленными от влияния морского воздуха. Это сказывается на распределении температуры и зон давления на поверхности Земли и их связь с широтой. Большие массивы суши в Азии и Америке - области очень низких температур зимой и высоких температур летом. Зимой в Сибири холоднее, чем на Северном полюсе, а летом температуры как на юге Англии, несмотря на то, что Сибирь расположена на 20°севернее.

Другой эффект заключается в том, что субтропические антициклоны летом иногда разрушаются из-за прогрева Земли, что приводит к понижению давления. И наоборот, континенты за пределами субтропического пояса высокого давления могут в зимний период сильно охлаждаться, что вызывает рост давления.

Январь (зима Северного Полушария и лето Южного Полушария) В Январе изотермы в Северном Полушарии выглядят очень неровно из-за неравномерного прогрева и охлаждения большой территории суши и меньших водных поверхностей. В Северном Полушарии средняя широта с самой теплой изотермой будет ближе к экватору, а самая низкая температура не на Северном Полюсе, а в пределах Сибирского континентального массива.

В Январе температура в Азии исключительно низкая (рис. 1-10). Зимой холодный воздух над Центральной Азией формируется над холодным большим континентом Сибири, далеко расположенным от моря, долгими ночами и зимней длинноволновой земной радиацией. На Юге Гималаи (Himalayas) защищают Индию (India) и Пакистан (Pakistan) от этого холодного воздуха. Это в свою очередь вызывает очень сильные SW ветры на высотах из-за большой термической составляющей ветра.

Аналогичная ситуация встречается над Восточным побережьем Северной Америки. Холодный воздух Арктики движется далеко на Юг вдоль Скалистых гор (Rocky Mountains), блокирующих теплый Тихоокеанский воздух.

Рис. 1-10 Средняя Температура (C) MSL в Январе Североатлантические температуры будут оставаться сравнительно высокими из-за морского течения, вытекающего из Мексиканского залива (Gulf of Mexico). Поэтому господствующие Западные ветры Атлантики будут нагревать прилегающие массивы земель Соединенного Королевства (UK) и Западной Франции (Western France).

В Южном Полушарии изотермы будут почти идеально соответствовать параллелям широт из-за большой площади территории, занятой водой. В Южном Полушарии температуры моря в основном ниже, чем над сушей на одних и тех же широтах, в то время как в Северном Полушарии имеет место обратная картина.

Из рисунка 1-10 видно, что в высоких широтах ежегодные приземные температуры обширных континентов будут иметь широкий диапазон экстремальных значений, в то время как температуры моря будут меняться в гораздо меньшей степени в течение года. Это влияет, например, на расположение полярных фронтов и численность струйных течений.

На Экваторе температуры варьируют незначительно. Типичные зимние и летние различия, показаны на рис. 1-12.

Июль (лето Северного Полушария и зима Южного Полушария).

В Июле Центральная часть Северной Америки прогревается воздухом, свободно перемещающимся на север из Мексиканского залива; обширные территории континента Азии нагреваются Солнцем. Эти континенты тогда теплее, чем течение Гольфстрим, нагретый Атлантикой так, что изотермы реверсируют как показано на рис. 1-11, хотя контрасты меньше, чем в Январе.

В Июле в Северном Полушарии изотермы более или менее ровные и располагаются примерно параллельно широтам. В Июле зимой в Южном Полушарии отмечается некоторое сезонное охлаждение океана, но изотермы в основном вытягиваются параллельно широтам и не изменяются заметно от сезона к сезону, как в Северном Полушарии.

Рис.1- 11 Средние Температуры (C) MSL в Июле Средняя широта самой теплой изотермы будет около 15N из-за прогрева больших массивов суши в Северном Полушарии, а в Южном Полушарии нет очень низких температур. Вряд ли в Июле существуют какие-нибудь температурные градиенты, приводящие к менее сильным ветрам на высотах в мировом масштабе.

Температуры также изменяются ежедневно, но дневные изменения будут больше над районами больших континентов, поскольку над ними солнечный прогрев наибольший (рис. 1-13).

Рис.1-12 Годовые Изменения Температуры в градусах Цельсия Рис.1 -13 Среднесуточные Изменения Температуры в Градусах Цельсия Температуры на высотах, так же как и у земли меняются с увеличением широты. В Июле уровень замерзания на географическом экваторе располагается на высоте 16,000футов/4 900м; когда же термический экватор перемещается на сушу SE Азии, уровень замерзания местами поднимается на уровень 18,000футов/5 500м, из-за чего град в грозах будет плавиться до достижения Среднего Уровня Моря. В других местах в обоих полушариях уровень замерзания будет сезонно меняться в большем диапазоне, но особенно над континентальными материковыми районами (рис. 1-14 и 1-15).

Рис.1-14 Высота Уровня Замерзания в Футах в Январе Среднюю высоту уровня замерзания определенного района и сезона можно рассчитать с помощью средней температуры MSL. Как Вы знаете, средний вертикальный температурный градиент = 2C/1,000футов. Надо разделить среднюю температуру MSL определенного района с учетом сезона на число два, и ответом будет средний уровень замерзания в тысячах футов. Заметьте, что это можно применить только к средним температурам MSL выше 0C/ 32F, т.е., когда уровень замерзания выше MSL.

Например: Найдите уровень замерзания для Ирландии в Июле.

Решение: Средняя температура MSL для Ирландии в Июле порядка 15C/59F (рис. 1-15). Таким образом, уровень замерзания располагается на Рис.1-15 Высота Уровня Замерзания в Футах в Июле Распределение Давления на Земном Шаре Над большими площадями континентов, что хорошо проявляется в Северном Полушарии, где расположено две трети суши, большие сезонные изменения приземных температур приводят к сезонным изменениям давления и, следовательно, ветры и погода будут определяться изменениями приземной температуры.

Зимой холодные континенты формируют области высокого давления, например, Сибирский антициклон. Летом же, когда континент прогревается, он в свою очередь прогревает воздух, находящийся с ним в контакте, вызывая этим самым уменьшение плотности, и воздух начинает подниматься вверх, вызывая в свою очередь образование областей низкого давления.

Океаны имеют очень маленькие сезонные изменения температуры и поэтому не искажают идеальную картину мирового распределения давления. В Южном полушарии рисунок близок к Идеальной Циркуляции.

Январь (зима Северного Полушария и лето Южного Полушария).

В Январе Экваториальный пояс низкого давления (Equatorial low pressure belt) лежит к Югу от экватора и проявляется незначительно за исключением мест, где он вытянут на юг из-за областей низкого давления над жаркими континентальными массивами Южной Америки и Южной Африки.

Рис. 1-16 Давление на Среднем Уровне Моря в Миллибарах в Январе Субтропический пояс высокого давления располагается над океанами примерно на 30S/N, причем в Южном Полушарии, где площадь океана намного больше, чем в Северном Полушарии, над океанами располагаются три отдельные субтропические зоны высокого давления (sub-tropical high pressure zones), в то время как “теплые” континенты состоят из областей низкого давления.

В более высоких широтах над континентальными массивами Северного Полушария устанавливаются интенсивные области высокого давления, развивающиеся особенно над Азией, так называемый Сибирский антициклон (Siberian high) и в несколько меньшей степени над Северной Америкой (рис.1-16).

Отличительными особенностями Северной Атлантики и Севера Тихого океана являются Исландский циклон (Icelandic low) и Алеутский циклон (Aleutian low), но они не являются постоянными, стационарными особенностями. Они представляют регион, где проходит много депрессий и, таким образом, среднее давление всегда низкое.

В Южном Полушарии приблизительно на 60S есть отдельный пояс низкого давления, не прерываемый сушей и именно здесь Полярно - Фронтовые депрессии (Polar Frontal Depressions - PFD) непрерывно развиваются и перемещаются в восточном направлении.

Существует несколько значимых зон давления:

Исландия (Iceland), Циклон Алеуты (Aleutians), Циклон Северная Австралия (N. Australia), Циклон Сибирь (Siberia), Антициклон Северная Америка (N. America), Антициклон Азорские острова (Azores), Антициклон Тихий Океан (Pacific), Антициклон Июль (лето Северного Полушария и зима Южного Полушария) В Июле экваториальный пояс низкого давления лежит несколько севернее экватора (рис. 1-17).

Рис.1-17 Давление на Среднем Уровне Моря в Миллибарах в Июле Летом в Северном Полушарии прогрев больших массивов суши вызывает формирование районов низкого давления, что особенно свойственно северу Индии и югу Азии, где формируется очень большой Муссонный Циклон (Monsoon Low), называемый циклоном Белуджистана (Baluchistan Low), который располагается в основном над Пакистаном (Pakistan). На востоке континента Муссонный Циклон сливается с Экваториальной Ложбиной (Equatorial Trough) и ITCZ (Inter Tropical Convergence Zone) и продвигается на север на Корею (Korea) и южную Японию (Japan).

Северная Америка имеет также низкое давление.

Субтропический антициклон (Sub-tropical anticyclone) в Северном Полушарии усиливается, и над водной поверхностью образуются два больших центра, над Севером Атлантического Океана и Севером Тихого Океана (рис. 1-17).

В Июле Алеутский (Aleutian) и Северо- Австралийский (N Australia) циклоны исчезают. Исландский циклон менее глубокий и разделен на три небольшие области: Гренландия (Greenland), Балтия (Baltic) и Исландия (Iceland) с давлением порядка 1010 мбар.

Азорский (Azores) и Тихоокеанский (Pacific) антициклоны доминируют с давлением порядка 1025 мбар.

Летом все климатические зоны в Южном Полушарии перемещаются к северу. В Южном Полушарии над сушей температуры ниже, поэтому субтропический антициклон в основном неразрывный.

Осадки Осадки на Земном шаре в основном отмечаются в регионах ITCZ и связанных с ними муссонов, а также в двух прохладных Умеренных зонах.

Два субтропических пояса высокого давления и два полярных антициклона обычно сухие. Однако эти тенденции могут существенно изменяться местными топографическими особенностями. Экстремальные ливни указаны на рис. 1-18.

Рис. 1-18 Экстремально Влажные и Сухие Зоны (среднегодовое количество осадков) Преобладающие Ветры Земного Шара Основные Приземные Ветры Основным направлением ветра вокруг Земного Шара, за исключением пассатов южных регионов и меньшей протяженности восточных ветров полярных районов, является западное направление (рис.1-19,1-20). Но приземные ветры определяются и локальным характером барического поля: движением воздушных потоков вокруг циклонов и вокруг антициклонов, что порождает сезонные ветры различных направлений, как например, Муссонные ветры.

Рис.1-19 Преобладающие Приземные Ветры и Местоположение ITCZ в Январе Западные ветры располагаются между субтропическими антициклонами и умеренными циклонами (40- 60 широты). При оттоке воздуха из областей субтропических антициклонов к экватору и к полюсам действие Геострофической Силы (Кориолиса) [Geostrophic Force (Coriolis)] проявляется в отклонении потоков от первоначального направления в Северном Полушарии вправо и в Южном Полушарии влево, в результате чего потоки на этих широтах направление. В Северном Полушарии западные потоки отмечаются в основном над океанами, с частыми зимними сильными, штормовыми ветрами (gales). В летние месяцы эти западные потоки менее постоянные и менее сильные (рис. 1-20).

Рис.1-20 Преобладающие Приземные Ветры и Местоположение ITCZ в Июле Субтропический пояс повышенного давления, где скорости ветра небольшие или отсутствуют, известен как “Конские широты” (Horse Latitudes) со времен плавания на парусных судах, когда моряки на маршруте в Америку, экономя питьевую воду и пищу, избавлялись от лошадей, выбрасывая их за борт.

В Южном Полушарии между 40S и 50S площадь суши небольшая, водная поверхность не препятствует усилению ветра и образуется пояс очень сильных постоянных Западных ветров, который называют “Ревущими сороковыми” (Roaring 40’s). Погода в этом поясе поступает из быстро перемещающихся депрессий; штормовая погода, сильные западные ветры и сильные штормовые ветры (gales), полностью закрытое небо и сильный дождь. В Северном Полушарии нет эквивалента этому ветру из-за намного большей площади суши (Северная Америка и Европа), мешающей основному потоку воздуха в этих широтах (40N и 50N).

Большое влияние на приземные ветры оказывает топография подстилающей поверхности, особенно большие горные цепи, такие как Скалистые (Rockies), горы в Северной Америке, Анды (Andes) в Южной Америке, Альпы (Alps) в Южной Европе и Гималаи (Himalayas) в Южной Азии. При расположении гор по меридиану (юг - север) земли защищены от ветров с запада или востока, но не защищены от потоков полярного или тропического воздуха, способных вызвать большие изменения температуры. Обратная картина возможна, если горы лежат с запада на восток.

Вблизи Северного Полюса в основном сильные восточные ветры, но Летом над N Атлантикой и морями Тихого океана (N Atlantic& Pacific seas) западные ветры (рис. 1-21).

Вблизи Южного Полюса сильные Восточные ветры (South Pole).

(Истекающий поток из Южного Полярного антициклона поворачивает налево).

Характеристика приземных ветров различных регионов Земного Шара более подробно дана в Главе 2 Региональная Климатология.

Рис. 1-22 Морские Бризы в Дарвине Зимой (Против Потока) В низких широтах могут преобладать Морские бризы (рис.1-22).

Пассаты (Trade Wind) В пределах Субтропических зон высокого давления опускающийся воздух при движении к экватору под влиянием геострофической силы (geostrophic forse - GF) отклоняется. Ветры, которые при этом возникают, называются торговыми ветрами, Пассатами (Trade Winds), которые в Северном Полушарии Северо – Восточные и в Южном Полушарии Юго - Восточные. Они сходятся от субтропических поясов высокого давления в обоих полушариях к экваториальной ложбине с обеих ее сторон.

Район, где пассаты из двух Полушарий сходятся к экваториальной ложбине, известен как Внутритропическая Зона Конвергенции (InterTropical Convergence Zone - ITCZ), также названный Внутритропическим Фронтом (Inter-Tropical Front - FIT). В районах, где зона конвергенции очень широкая, будут располагаться область слабых переменных ветров, известная как Экваториальная зона затишья (Doldrums) (рис. 1-19, 1-20).

Пассаты дуют в направлении термического экватора, и поэтому будут изменять направление при пересечении географического экватора. NE пассаты будут разворачивать против часовой стрелки; а SE пассаты - по часовой стрелке (рис. 1-19, 1-20). Хорошая погода преобладает по направлению к полюсам в восточных частях тропических океанов, в то время как на западе и на экваторе будут доминировать неустойчивые условия с облаками и ливнями.

Пассаты над морем характеризуются устойчивой последовательностью направления и скорости и тем, что они не сезонные. Это происходит потому, что субтропические антициклоны относительно постоянные, особенно над морем. Пассаты более постоянны над океанами, чем над сушей, что объясняется локальными особенностями распределения давления над сушей из-за разности прогрева над неоднородной подстилающей поверхностью.

Пассатная Инверсия (Trade Wind Inversion) В субтропических антициклонах воздух при опускании адиабатически нагревается, влажность уменьшается, и на малых высотах 3,000 футов/900 - 2 400м образуется инверсия сжатия (subsidence inversion). Она еще известна как пассатная инверсия (Trade Wind Inversion), т.к. это явление типично для пассатных районов. Тропический Морской (Tropical Maritime - Tm) воздух, расположенный над огромными океаническими регионами ниже инверсии, задерживается ею, и под инверсией могут сформироваться кучевые облака хорошей погоды, в то время как над инверсией атмосфера сухая и безоблачная.

Высокие горы на тропических островах могут проникать через пассатную инверсию в сухой воздух, расположенный выше, и, как результат, на вершинах гор отмечаются пустынные или полупустынные условия, а на горных склонах ниже инверсии сильные ливни. Хорошим примером являются Гавайи, где годовое количество осадков составляет 250мм над инверсией (10,000футов/3 000м) и 7, 500мм под инверсией (3, 000футов/ 900м).

Муссоны Термин Муссон произошел от арабского слова “маусим”, означающего сезон, поскольку эти крупномасштабные приземные ветры носят сезонный характер. Муссоны возникают над большими континентами при формировании над ними высокого давления зимой или низкого давления летом. Они дуют согласованно с Пассатами. Когда Пассаты дуют в сторону континентального низкого давления или из континентального высокого давления, ассоциируемая погода известна как Муссоны (рис. 1-23). Они особо отмечаются в Южной и Юго-Восточной Азии и также возникают в Западной Африке. Различают три муссонных потока: NE, NW и SW.

Рассмотрим Азиатский Муссон (Asian Monsoon), который оказывает влияние на Индию NE и SW Муссонами в различные сезоны.

NE Муссоны В Январе Азиатский континент охлаждается, вызывая формирование очень большого Сибирского антициклона (Siberian High). Погода Муссонов зависит от пути их перемещения, поэтому NE муссоны, образующиеся при оттоке воздуха из Антициклона (по часовой стрелке), вызывают холодную, ясную погоду над Бангладеш (Bangladesh), Мьянма-Бирмой (Burma) и Таиландом (Thailand). Юго-Восток Индии (SE India), Шри- Ланка (Sri Lanka) и Восточное побережье Западной Малайзии (East Coast of West Malaysia) также находятся под влиянием NE муссонов, но здесь при прохождении над морем они забирают влагу и образуют при пересечении прибрежных горных хребтов Cb облака, грозы и сильные ливневые осадки (рис.1-23).

JANUARY JULY

SW Муссоны SE Пассаты Южного Полушария, пересекая экватор, разворачивают в Северном Полушарии по часовой стрелке на SW направление, образуя SW муссоны. В Июле Азиатский континент нагревается и создает большую область в основном низкого давления. Циклоническая (против часовой стрелки) циркуляция воздуха заставляет теплый, влажный неустойчивый воздух с Индийского Океана перемещаться с SW на Индию.

Рис. 1- 24 Северо-Восточные (NE) и Северо-Западные (NW) Муссоны При движении к циклону Белуджистана (Baluchistan Low) поток проходит длинный путь над морем, насыщается влагой и образует мощные Cb облака с грозами и очень сильными ливнями. Они влияют на всю Индию (India), Шри-Ланку (Sri Lanka), Мьянму (Burma) и влияют на побережье западной Малайзии (West Malaysia). SW муссоны оказывают более сильное воздействие на полеты, чем NE муссоны. SW муссоны проявляются в сильных грозах и сильной турбулентности. Они также влияют на Западно Африканское побережье, особенно на Гвинею (Guinea), Гану (Ghana) и Северную Нигерию (North Nigeria) (рис.1 -25).

Рис.1-25 Юго-Западные (SW) Муссоны NW Муссоны NW Муссоны в действительности являются продолжением NE Муссонов, которые при пересечении южной границы экватора разворачиваются против часовой стрелки и приносят Cu и Cb облака, грозы в Северную Австралию (North Australia) и Новую Гвинею (New Guinea) (рис.1-24).

Основные Ветры на Высотах Упрощенная схема Ветров на Высотах в Январе и Июле представлена на рисунках 1-26, 1-27 и 1-33.

Пояс восточных ветров вокруг экватора может быть представлен приблизительно в следующих сезонных поясах:

Рис 1 -26 Упрощенная схема Ветров на Высотах в Январе Направление ветра на высотах между 10N и 10S восточное, в то время как между 10N/S и 20N/S оно сезонно изменяется c западного направления на восточное направление. Скорости восточного ветра на уровне 300мбар небольшие и меняются от 5м/сек/10узлов/18км/час (на границе пояса) до 20м/cек/40узлов/72км/час (к середине).

Рис 1 -27 Упрощенная схема Ветров на Высотах в Июле а) Экваториальное Восточное Струйное Течение или Тропическое Восточное Струйное Течение (Equatorial Easterly Jet or Tropical Easterly Jet).

Сильный восточный ветер встречается в Северном Полушарии летом между 10° и 20° Северной широты, Формирование его связано с формированием системы высокого давления на высоком уровне над Тибетом (Tibet) в Июле, когда контраст температур на высотах между сильно прогретым центральным Азиатским континентом и воздухом, расположенным южнее, наибольший. Оно проходит от Южно-Китайского моря в западном направлении через Южную Индию, Эфиопию (Ethiopia), Хартум (Khartoum), Судан (Sudan) (17N). Высота оси струи примерно на уровне 150мбар (45,000футов/13 700м). Эти восточные ветры могут уступать дорогу западным ветрам, особенно в Январе, когда ITCZ движется на Юг (рис.1-28, 1-29, 1-33).

Рис. 1-28 Экваториальные Ветры на Высотах – Январь Рис. 1-29 Экваториальные Ветры на Высотах – Июль За пределами экваториального региона, где ветер является восточны м, основное направление ветра на высотах в Тропосфере в пределах двух конкретных регионов обоих Полушарий западное, причем пик скорости в проявляется в Субтропических и Полярно - Фронтовых Струйных Течениях.

b) Субтропические Струйные Течения (Sub-Tropical Jet Streams - STJ) более или менее постоянные. Высота оси струи располагается приблизительно на уровне 200мбар (40,000футов/12 200м) в Северном Полушарии в Январе между широтами 25N и 40N и в Июле между широтами 40N и 45N, а в Южном Полушарии в Январе на широте 40S и в Июле на широте 30S (рис. 1-30, 1-31, 1-32, 1-33). Субтропические струйные течения (STJ) вызваны градиентом давления на высотах опускающегося теплого и холодного воздуха по обе стороны Субтропического пояса высокого давления.

Рис.1-30 Субтропические Струйные Течения – Январь В Мае и Июне суша на Севере становится теплее, температурные градиенты ослабевают, и Субтропическое струйное течение (STJ) над Северной Индией медленно ослабевает и перемещается в северном направлении.

Скорости в Субтропических струйных течениях (STJ) могут достигать 50м/сек/100узлов/185км/час. Большие температурные градиенты зимой вблизи восточного побережья Азии и восточного побережья Северной Америки являются причиной того, что струйные течения здесь достигают наибольших средних скоростей. В Январе субтропическое струйное течение (STJ) Северного Полушария достигает своей самой большой скорости в регионе Японии (Japan, 37N), где были зарегистрированы скорости, близкие к 155м/сек /300узлов /555 км/час.

Субтропические струйные течения (STJ) восточного Средиземноморья зимой с ветрами западного направления и скоростью более 50м/сек /100узлов/185км/час.

Была зарегистрирована скорость 115м/сек /225узлов/420км/час.

Рис.1-31 Субтропические Струйные Течения – Июль с) Полярно - Фронтовые Струйные течения (Polar Front Jet streams PFJ) в Северном Полушарии носят временный характер, непостоянны как в отношении местоположения, так и в отношении направления и скорости ветра (рис.1-32,1-33). Высота оси струйного течения располагается примерно на уровне 300мбар (30, 000футов/9 000м) в Северном Полушарии в Январе между широтами 35N и 55N и в Июле между широтами 45N и 65N, а в Южном Полушарии в Январе между 45S и 55S широтами (очень слабое) и в Июле между широтами 45S и 55S. Они перемещаются вместе с Полярным фронтом сезонно зимой на юг и летом на север. Полярно- фронтовые струйные течения (PFJ) вызваны градиентом давления на высотах между двумя воздушными массами, расположенными по обе стороны Полярного фронта: теплым тропическим морским (Tm) воздухом и холодным полярным морским (Pm) воздухом. Полярно фронтовое струйное течение (PFJ) достигает своей самой большой скорости над восточным побережьем Северной Америки.

температурные градиенты меньше и скорости ветра на больших высотах намного слабее. В Южном полушарии они более постоянные и слабее, чем в Северном Полушарии.

Рис.1-32 Полярные и Субтропические Струйные Течения Рис. 1-33 Преобладающие Ветры Земного Шара на Высотах d) Арктическое Струйное Течение (Arctic Jet Stream) находится на границе арктического воздуха и полярного воздуха. Обычно зимой располагается около 60°N широты, но в США около 45°- 50° N широты. Ось струйного течения колеблется от 300 до 400гПа (30,000 - 24,000футов/ - 7 300м). Временами Арктическое струйное течение отмечается над большими континентами, когда туда проникает арктический воздух.

Ветры на Высотах над Индией (High Level Winds Over India).

Особо следует выделить ветры на высотах летом над Индией, так как с приходом SW муссонов в Мае-Июне над Индией на уровне 200 мбар происходят большие изменения. Ось Западного Субтропического струйного течения (STJ) перемещается на север Гималаев (Himalayas) и ветры на больших высотах через Индию становятся восточными (easterly).

f) Полярные Ветры (Polar Winds). Зимой вблизи полюсов отмечаются сильные западные ветры (westerlies), т.к. температура полярной тропопаузы ниже, чем в средних широтах (в Северном Полушарии низкая температура всегда располагается слева). Летом, когда температура полярной тропопаузы повышается и превышает значения, отмечаемые в Умеренных широтах, Западные (Westerlies) ветры ослабевают и меняются на Восточные (Easterlies) (рис. 1-34).

Рис.1-34 Полярные Ветры на Высотах a) Зима и b) Лето Тропопауза определенными “шагами”.

Поскольку струйные течения расположены в этих “шагах”, то для определения высоты тропопаузы для определенного сезона и района можно использовать следующие средние величины:

Экватор - STJ 55,000футов/16 50м – 52,000футов/15 850м, STJ - PFJ PFJ - Полюса 35,000футов/10 700м – 25,000футов/7 600м.

POLAR TP

SUBTROPICAL JET (STJ)

TROPICAL TP

Экваториальная ложбина/ Внутритропическая Зона Конвергенции (Equatorial Trough/ Inter Tropical Convergence Zone - ITCZ) Экваториальная ложбина (Equatorial Trough)/ Внутритропическая Зона Конвергенции (ITCZ) располагается в районе термического экватора.

Высокие температуры и сходимость пассатов у подстилающей поверхности вызывают интенсивный подъемом воздуха вверх, что приводит к понижению давления, особенно над сушей. Эта зона известна как ITCZ (рис.1- 36).

Рис. 1-36 Примерное Расположение Экваториальной Ложбины Внутритропическая Зона Конвергенции /Экваториальная Ложбина (Inter Tropical Convergence Zone -ITCZ/Equatorial Trough) находится в пределах тропиков и представляет довольно широкую зону раздела между воздушными массами, приносимыми пассатами из районов, расположенных на противоположных сторонах Экватора.

Пассатная инверсия, двигаясь вдоль потока пассатов, приближаясь к Экватору, проникает в Экваториальную Ложбину, приподнимается и разрушается сильным прогревом. Небольшие кучевые облака хорошей погоды, которые являются характеристикой зон Пассатов, замещаются Cu башенковидными и Cb облаками.

Внутритропическая Зона Конвергенции (Inter Tropical Convergence Zone – ITCZ) является границей между двумя воздушными массами, но к ней нельзя применить определение - фронтальная поверхность, т.к. она не наклонена в сторону холодного воздуха как фронт. Она поднимается вертикально вверх, потому что в основном располагается над океаном, и воздушные массы здесь имеют одну и ту же температуру и влажность, и одна масса не подрезает другую. Термин “зона” подходит больше, чем определение “фронт” и эта область названа Внутритропической Зоной Конвергенции (Inter Tropical Convergence Zone – ITCZ).

Рис.1-37 Вертикальный разрез активной ITCZ В зоне ITCZ ширина пояса неустойчивой погоды изменяется согласно масштабу конвергенции. Ширина ITCZ может варьировать в диапазоне 25 морских миль/46- 550км; при этом, когда ITCZ узкая, она довольно активная, а когда она широкая, она менее активная (рис.1-37, 1-38).

Рис.1-38 Вертикальный разрез спокойной ITCZ Рис. 1-39 Положение ITCZ в Январе и Июле Местоположение ITCZ обычно несколько меняется ото дня ко дню и в зависимости от сезона (рис.1-39). Смещение ITCZ обычно незначительное над океаническими регионами, например, 5 над Востоком Тихого Океана.

Заметьте, что над Востоком Юга Тихого Океана и Югом Атлантического океана ITCZ не перемещается на Юг за пределы 5S широты, необходимой для формирования тропических циклонов (TRS). Это происходит из-за очень холодных морских течений, поднимающихся вдоль Западных берегов Южной Америки и южной Африки соответственно.

На SE региона, где ITCZ пересекает большой массив континента, смещение очень большое, до 55N широты (примерно 3, 300 морских миль/6 100км).

Неустойчивость атмосферы в ITCZ проявляется в хорошей видимости за исключением сильного дождя. Основная особенность ITCZ - мощные Сu, Cb и грозы. Когда же воздух устойчивый, будут развиваться обширные зоны облаков As, Ns и продолжительные осадки. Облака вызываются не разностью температур воздушных масс, как на полярном фронте, а конвергенцией NE и SE пассатов, которые обычно имеют одну и ту же температуру. Нижняя граница конвективных облаков над морем обычно на 1, 000футов/300м и более, но в очень сильном ливневом дожде она может снижаться почти до подстилающей поверхности. Вершины облаков порой располагаются низко, на 20,000футов/6 000м, но более часто выходят за пределы тропопаузы, которая в среднем на 55,000футов/ 16 800м. Вершины облаков, если они достигают более устойчивых слоев, распространяются по горизонтали, и могут сформировать большие полосы облаков слоистообразных форм.

Турбулентность, как и обледенение, в конвективных облаках обычно сильное. Обледенение, которое обычно начинается с высоты порядка 16,000футов/4 900м вверх, может отмечаться на больших высотах даже при температурах воздуха ниже -40C/-40F. Это происходит из-за сильных восходящих движений воздуха, содержащих большие переохлажденные капли. ITCZ не всегда связана с опасными явлениями, отмечаются большие участки ITCZ даже с отсутствием облаков и явлений.

Пассаты и ITCZ, согласно правилу GF (Geostrophic forse), заключающемуся в том, что “воздух, двигающийся на расстояние и за некоторый промежуток времени в Северном Полушарии поворачивает вправо, а в Южном Полушарии влево ”, находятся в следующей взаимосвязи:

1. Если ITCZ лежит вдоль Экватора, пассаты будут с SE и NE.

Если ITCZ лежит Севернее Экватора, пассаты с Юга останутся SE к югу от экватора, но станут SW под влиянием GF после пересечения экватора (воздух повернет направо в Северном Полушарии). Пассаты с Севера останутся NE, потому что они не пересекают экватор в Южное Полушарие.

Если ITCZ лежит Южнее экватора, пассаты будут NE, азатем,после пересечения экватора, в Северном полушарии становятся NW, но останутся SE в Южном полушарии.

Внутритропический Фронт (Inter Tropical Front -ITF) В некоторых регионах ITCZ разделяет две воздушные массы вдоль береговой линии и воздух с одной стороны приходит с суши. В таком случае граница между воздушными массами наклонена в сторону более холодного воздуха. Хорошим примером этого является Западная Африка, где теплый, влажный океанический воздух приходит в контакт с жарким сухим континентальным воздухом. В нижних слоях более горячий и более сухой континентальный воздух (Харматан - Harmattan) из пустыни Сахара располагается над более прохладным, влажным океаническим воздухом Пассаты). Жаркий континентальный воздух нагревается (SW подстилающей поверхностью и поэтому эффект только в самых нижних слоях, а на высоте около 10, 000футов/3 050м влажный воздух более теплый и менее плотный, чем сухой воздух и наклон ф ронта становится обратным. Это создает конкретный фронтальный район, названный Западно - Африканским Внутритропическим Фронтом (Inter Tropical Front – ITF или FIT).

Основные облака и особые явления, связанные с этой зоной, будут на расстоянии 200 – 300 морских миль/370 - 555км по направлению к океанической воздушной стороне (юг) от приземного положения фронта.

Конвергенция создает отличный погодный фронт, который сочетает особенности, как холодного, так и теплого фронта (рис.1- 40). Подобная ситуация отмечается и в Северной Австралии в Январе.

Имейте в виду, что там, где встречаются пассаты SW и NE или NW и SE, угол конвергенции будет 180 (ветры прямо противоположные), вызывает более интенсивную конвергенцию, а где встречаются NE и SE пассаты, конвергенция будет под меньшим углом и конвергенция будет более слабой (рис. 1-41).

Рис. 1-41 ITCZ и Пассаты Волны (Waves) Восточные Волны (Easterly Waves) Восточные волны - это волны или ложбины низкого давления, возникающие над Западной Африкой между 5°N и 20°N широтами. Они перемещаются под влиянием антициклонического ветра вокруг субтропического антициклона с Востока на Запад медленно со скоростью порядка 5 - 8м/сек/10-15узлов/18км/час и подвергаются небольшим изменениям в течение продолжительного периода. Считается, что строение волн самое слабое на MSL. Волны усиливаются по интенсивности вплоть до высоты около 13, 000футов/4 000м и затем над этим уровнем снова ослабевают. Ложбины и связанные с ними облака двигаются на запад в направлении Карибского бассейна (Caribbean) с преобладанием восточных ветров. Некоторые из волн продолжают движение за пределы Карибского бассейна в Тихий океан.

Примерно 50 волн, зарождаясь над Африкой, каждый год пересекают Северную Атлантику в течение летних и осенних месяцев. Их значимость заключается в том, что около 25% Восточных Волн усиливаются до тропических депрессий и 10%, в конечном счёте, становятся тропическими штормами, которые под влиянием благоприятных условий могут развиваться в тропические циклоны (TRS) (рис. 1-42).

Прохождение таких волн вызывает следующие погодные последствия:

В гребне, впереди ложбины (т.е. на западе) прекрасная погода с дивергенцией на низком уровне и опусканием, рассеянные Сu облака развиваются до пассатной инверсии с небольшими осадками или их отсутствием и небольшой мглой.

2. На оси ложбины хорошо развитые Cu с конвекцией, редкими ливнями и улучшением видимости.

3. Позади оси ложбины (т.е. на востоке) ветры меняют направление по часовой стрелке, мощные Cu и Cb выше 25, 000футов/7 600м, с низким уровнем конвергенции и быстрым подъемом, грозы, умеренные и сильные ливни и понижение температуры. Линии шквалов с дивергенцией обычно отмечаются на высотах.

Восточные волны - помеха для путешествий на запад в экваториальных восточных пассатах. Основная зона, находящяяся под их влиянием, это южные части Северной Атлантики и Севера Тихого Океана.

Западные Волны или Длинные Волны Россби (Westerly or Rossby Long Waves) Западные Волны (Westerly Waves). Они очень похожи на восточные волны, но это просто полосы погодных условий соединенных теплого и холодного фронтов, связанные с полярно фронтовыми депрессиями (PFD), которые перемещаются с запада на восток, создавая рисунок, весьма аналогичный волне (рис. 1- 43).

В пределах Тропосферы Западные ветры на больших высотах перемещаются в обоих Полушариях сериями длинных волн. Волны изменяются только медленно в количестве и амплитуде по сравнению с приземными системами, поскольку они перемещаются более медленно, чем ветры, дующие через них. Эти волны в движущемся западном потоке воздуха известны как Волны Россби (после того, как первым описал их Карл-Густав Россби) (рис. 1-42).

Волны Россби развиваются в ответ на воздушный поток над орографическими препятствиями и широкомасштабные термические воздействия, которые проявляются в характере распределения давления.

Обычно бывает от трех до шести длинных волн вокруг Северного Полушария в любой день и три-четыре в Южном Полушарии. Эти волны располагаются примерно между 30 и 50 параллелями. Положение и интенсивность волн помогают выявить крупномасштабные атмосферные циркуляции.

Океанические Течения Океанические течения (Ocean Currents) могут оказывать очень большое влияние на климат региона. Основная сила, определяющая океанические течения, это преобладающие ветры подстилающей поверхности на Земном Шаре. Ветры переносят огромные массы воды до формирования ими приземных течений или перемещений. Лучший пример этому там, где субтропические максимумы над океанами заставляют океанические течения следовать аналогично рисунку. Это в свою очередь вызывает теплые водные побережья на Западной стороне океанов/Восточной стороне континентов (теплая вода из тропиков) и холодные водные побережья на Восточной стороне океанов/Западной стороне континентов (холодная вода из более высоких широт).

Помните, что наибольшие суточные, а также сезонные изменения в температуре происходят над большими континентами, в районах далеко удаленных от влияния морского воздуха. Океаны стабилизируют температурные вариации над ними и районами побережий и маленькими островами. Например, Гольфстрим теплую воду из Мексиканского залива переносит далеко на NW Европы и Скандинавию, где он сохраняет побережье Норвегии далеко на север от Северного Полярного круга свободным ото льда в течение всего года.

Холодные Водные Побережья (Cold Water Coasts) Воздух в районах холодных водных побережий имеет низкое содержание влаги из-за маленького коэффициента испарения с расположенного поблизости холодного океана. В результате облаков мало или они отсутствуют, и нет осадков. Пустыни часто располагаются прямо на побережье, в основном на западной стороне континентов. Воздух, перемещающийся над холодным течением, может вызвать образование адвективных туманов, низких St и морось, как днем, так и ночью. Этот туман может дрейфовать над прилегающей сушей.

Теплые Водные Побережья (Warm Water Coasts) На теплых водных побережьях, как над сушей, так и над водой влажность высокая из-за быстрого испарения влаги с теплой воды. Днем над сушей и морем приземные температуры относительно высокие, поэтому конвекция и высокая влажность могут вызвать формирование облаков кучевообразных форм (Cu, Cb), грозы, порывистый ветер и сильные ливневые осадки. Ночью над сушей суточные вариации температуры могут превращать облачный покров в слоистообразные облака. На следующий день облака кучевообразных форм могут сформироваться снова. Ночью над морем в основном проявляются облака кучевообразных форм, поскольку есть небольшие суточные колебания в температуре моря. Заметьте, что температуры моря порядка +27C/81F и более между широтами 5 и 25 являются весьма подходящими для формирования TRS (Tropical Revolver Storms).

Рис. 1- 45 Океанические Течения Земного Шара Идеальные условия для формирования адвективного тумана отмечаются при слиянии двух основных океанических течений с различными температурами. Например, там, где теплое течение Гольфстрим и холодное Лабрадорское течение встречаются на “ Большой Ньюфаундленской Банке” (Grand Banks), только к северу и к западу от Ньюфаундленда. Этот район хорошо известен благодаря его устойчивому туману в любое время года и в любое время дня и ночи.

РЕГИОНАЛЬНАЯ КЛИМАТОЛОГИЯ

Введение Климатология определённых регионов Земного шара рассматривается с учетом факторов, влияющих на погоду Земного шара и выявляющих какие-либо местные явления, которые могут влиять на эти общие модели.

Основной формат информации каждого региона следующий:

1. Описание района покрытия.

2. Географические и топографические факторы.

3. Климатические зоны.

4. Средние приземные температуры и уровни замерзания.

5. Характер барического поля.

6. Преобладающие ветры приземные и на высотах.

7. Средние высоты тропопаузы.

8. Особые местные явления (погода).

Зона покрытия: от 15N до 75N и от 170W до 60W Географические факторы Северо-Американский континент охватывает обширный район, и имеет типичный континентальный климат (т.е. экстремальные значения температуры) к центру (рис.2-1). Хребет Скалистых Гор вдоль западной стороны континента формирует барьер для погоды, движущейся с запада на восток, но не задерживает потоки с севера на юг и с юга на север. Это вызывает более сильные ливни к западу от хребта и “тень” от дождя (rain “shadow”) - район выпадения меньшего количества дождя на восточной стороне хребта (подветренная сторона). К востоку от Скалистых гор температурные изменения ежедневно могут быть экстремальными, т. к. они незащищены от Арктического воздуха, дующего с севера или Тропического воздуха с юга. Большая часть западного побережья континента - холодное водное побережье, в то время как большая часть восточного побережья состоит из теплого Гольфстрима (Gulf Stream) и Северо-Атлантического течения. На восточной стороне границы между USA и Канадой расположены Великие Озера - внутренние моря. Они оказывают умеренное влияние на экстремальные температуры, обычно наблюдаемые в середине континента, и также являются готовым источником воды в течение большей части года.

Климатические зоны Крайний юг континентального региона, район Мексики (Mexico) находится в Тропической Промежуточной зоне (Tropical Transitional zone) c сухой зимой и влажным летом. Эта зона граничит с Засушливой субтропической зоной (Arid Sub-Tropical zone), которая включает пустыню Аризоны (Arizona desert). Центральный регион находится в Умеренной Промежуточной зоне (Temperate Transitional zone) с влажной зимой и сухим летом, в то время как северная часть располагается в Неустойчивой Умеренной зоне (Disturbed Temperate zone) без отмеченного сухого сезона. Последняя зона является очень активной зимой с прохождением Полярно-Фронтовых Депрессий (Polar Front Depressions - PFD), проходящих с запада на восток. Крайний север располагается в Полярной зоне Высокого Давления (Polar High Pressure zone) с холодной и совершенно ясной погодой, которая часто нарушается PFD.

Температуры подстилающей поверхности и Уровни Замерзания В Январе на крайнем юге приземные температуры будут приблизительно 25C/77F и, как результат, уровень замерзания будет располагаться на 12,500футов/3 800м. Изотерма 0C/32F (рис.2-2) проходит над центральной частью USA с уровнем замерзания на уровне земли.

У восточного побережья континента будут довольно большие температурные градиенты, вызывающие над этим регионом сильные SW ветры на высотах. Температурные градиенты на западном побережье будут слабее из-за меньшего контраста между холодной сушей и холодным морским течением.

Рис. 2- 2 Средняя Температура (C) MSL в Январе Рис. 2 - 3 Средняя Температура (C) MSL в Июле В Июле в южном районе (Аризона) приземные температуры будут примерно порядка 30C/86F и уровень замерзания на 15,000футов/ 600м. На крайнем севере приземные температуры будут приблизительно 10C/50F и уровень замерзания на 5,000футов/1 500м (рис.2-3). В Июле нет больших температурных перепадов.

Характер барического поля В Январе над континентом формируется Северо-Американский Антициклон (N American High), аналог нашему Сибирскому Антициклону (рис. 2-4). Зимой континент Америки очень холодный и на границе тропического воздуха Азорского антициклона и полярно воздуха СевероАмериканского антициклона образуется очень активный Полярный фронт с облаками, осадками и сильными ветрами. Он является причиной образования Полярно-Фронтовых Депрессий (PFD), смещающихся с SW на NE через Атлантику в Европу.

Рис. 2-4 Среднее Давление (hPa) на MSL в Январе В Июле Азорский антициклон усиливается, становясь преобладающей особенностью Северной Атлантики, в то время как над Северо – Американским континентом преобладает относительно низкое давление (рис.2-5). Другая интенсивная система высокого давления будет господствовать над Севером Тихого Океана от западного побережья Северной Америки. Полярный Фронт менее активный, т.к. уменьшается температурный контраст из – за летнего прогрева Северо - Американского континента. Фронт простирается от Ньюфаундленда до севера Шотландии.

Рис. 2- 5 Среднее Давление (hPa) на MSL в Июле Преобладающие ветры В Январе приземные ветры следуют характеру барического поля с NE пассатами, дующими в южных частях района. Над восточным побережьем Северо - Американского континента температурные градиенты большие и Полярно - Фронтовые струйные течения (PFJ) SW направления, располагающиеся между 35N и 55N (Центральная Северная Америка), будут особенно сильными. Субтропические струйные течения (STJ) располагаются между 25N и 40N (район Аризоны).

В Июле приземные ветры также следуют характеру барического поля.

ITCZ с пассатами затрагивает только крайний Юг региона. Летом контрасты температур небольшие и поэтому ветры на высотах слабые.

Полярно - Фронтовые струйные течения (PFJ) могут встречаться между 45N и 65N (Канада). Субтропические струйные течения (STJ) могу находиться между 40N и 45N (Центральная Северная Америка). В Июле на юге Мексики (ниже 20N) на высоких уровнях могут отмечаться Восточные ветры.

Высоты тропопаузы К северу от PFJ высота тропопаузы составляет примерно 35,000футов/ Между Полярно - Фронтовым струйным течением (PFJ) и 700м.

Субтропическим струйным течением (STJ) высота тропопаузы составляет на севере примерно 38,000футов/11 600м, а на юге 42,000футов/12 800м.

Высота тропопаузы южнее Субтропического струйного течения (STJ) составляет приблизительно 52,000футов/15 850м.

Местные признаки Фёновый ветер (Fhn wind), местное название Чинук (Chinook) (означает “снегоед”) - особенность подветренной стороны Скалистых Гор (Rocky Mountains) весной в Апреле (см. Гл. 4).

Торнадо (Tornadoes) примерно 140 раз в году возникают над степями Среднего Запада (долина Миссисипи/Миссури) USA весной и в начале лета (с Мая по Август) после обеда. Они, в основном, связаны с суперячейковыми грозовыми облаками в стадии зрелости, когда теплый влажный воздух из Мексиканского Залива перемещается над холодным сухим воздухом с плато высоких гор.

Зимой (с Ноября по Апрель) над Северной Америкой Полярно Фронтовые Депрессии (PFD), перемещающиеся с запада на восток, определяют большую часть погоды. Обратите внимание, что летом PFD менее частые и менее интенсивные, и они перемещаются в более высокие широты.

4. Летом с Июня по Октябрь в низких широтах на SE территории Северной Америки в зоне Карибского бассейна/Мексиканского залива (Caribbean/Gulf of Mexico) сезон Тропических Циклонов (TRS), называемых Ураганами. Частота развития Ураганов в среднем 3 раза в год. Они отмечаются в период с Августа по Октябрь, перемещаясь в западном направлении через Атлантику вблизи 10°N -15°N широты со скоростью 10узлов -15 узлов/5м/сек-8м/сек/18км/час- 28км/час. Внутри ураганов скорость ветра может превышать 100узлов/50м/сек/185км/час.

После пересечения Мексиканского Залива (Bay of Mexico) они разворачиваются направо и пере6мещаются на NW, N, NE Восточного Побережья США. Они являются источником скрытой теплоты конденсации и поэтому более активны на море. Каждый сезон они называются в алфавитном порядке их возникновения с использованием первых имен мужчин/женщин.

Адвективный туман часто формируется вблизи Большой Ньюфаундленской банки (Nyufaundlenskaya Bank) NE Канады, а также вблизи Сан-Франциско (San Francisco) на Тихоокеанском побережье.

6. Восточные волны (Easterly waves) пересекают южную часть Северной Атлантики каждый год с востока на запад в течение летних и осенних месяцев (с Июля по Октябрь) иногда производя TRS.

7. Термические депрессии (Thermal depressions) формируются над Великими Озерами зимой (с Декабря по Март), и они могут привести к ливням (или снегу) как днем, так и ночью.

Несколько слов о климате стран данного региона Канада (Canada) Канада - огромная страна, расположенная между 42°N и 83°N.

Значительная часть внутренней Канады имеет континентальный климат с достаточно высокими летними температурами, несмотря на то, что лето короткое, а зима долгая, снежная и очень холодная.

Северное побережье Канады в Северном Ледовитом океане большей частью года находится подо льдом. Только гавани, расположенные на Тихоокеанском побережье Британской Колумбии (British Columbia), Атлантическом побережье Ньюфаундленда (Newfoundland) и приморских провинций к югу от залива Св. Лаврентия (Gulf of St Lawrence), не замерзают зимой.

Холодная зима большей части Канады объясняется высокими широтами большей части страны и низинными землями к востоку от Скалистых гор (Rocky Mountains). Холодный воздух Канадской Арктики практически не испытывает препятствий при прохождении на юг и восток зимой и весной.

Юг Канады часто посещают циклонические депрессии. Холодный воздух, участвующий в циркуляции этих депрессий, часто перемещается далеко на север.

Влиянием теплого воздуха морского происхождения Тихого океана (Pacific Ocean) в основном ограничивается небольшой территорией Канады к западу от Скалистых гор (Rockies) в Британской Колумбии (British Columbia). Побережье и некоторые внутренние долины этой провинции имеют климат, отличающийся от климата остальной части страны. Зима здесь мягкая, а лето теплое, проливные дожди в течение всего года, но максимальное количество осадков выпадает в зимний период.

Зимой температура на побережье Атлантики Канады несколько выше, чем в глубине континента, особенно там, где море не замерзает, а летние температуры ниже, чем в отдаленных районах из-за холодного Лабрадорского течения (Labrador Current), которое течет на юг.

Восточная Канада включает Ньюфаундленд (Newfoundland), побережье Лабрадор (Labrador), Новую Шотландию (Nova Scotia), Нью-Брансуик (New Brunswick) и Остров Принца Эдуарда (Prince Edward Island).

Атлантический океан несколько смягчает погоду побережья. Температуры зимой из-за влияния открытого моря несколько выше, и летом несколько ниже, чем в глубине страны. По мере удаления от моря годовая амплитуда температуры увеличивается.

В Восточной Канаде погода довольно изменчива круглый год из-за большого числа циклонических депрессий, перемещающихся от Великих озер (Great Lakes) до Ньюфаундленда (Newfoundland). Зимой осадки в основном в виде снега, который кроме побережья может лежать на земле в течение длительного времени.

Этот район весьма подвержен морскому туману. В открытом море в летние месяцы он отмечается постоянно. Летом часто наблюдаются айсберги, дрейфующие на юг в холодных водах Лабрадорского течения. Основной причиной туманов является температурный контраст между теплыми водами Гольфстрима и холодного течения Лабрадора.

Остров Святого Лаврентия и Великие озера (St Lawrence and Great Lakes). Этот регион включает южную и центральную части Квебека (Qubec) и Онтарио(Ontario). На юге он граничит с Великими озерами и Соединенными Штатами и является самой южной частью Канады. Южные широты и тепло воды озер, которое обычно полностью не замерзают до Декабря, делают этот регион одним из самых теплых регионов Канады.

Погода здесь, как и на востоке Канады, весьма изменчива в любое время года, что объясняется прохождением через этот регион многочисленных циклонов. Это один из снежных регионов Северной Америки, за исключением района западнее Скалистых гор. Зимой в основном выпадает снег и земля, как правило, заснежена с середины Декабря до середины Марта. Лето теплое, солнце светит в среднем 8-9часов в день.

Канадские прерии (Canadian Prairies) - это обширная область осадочных равнин на Канадском Западе между Канадским щитом на востоке и Скалистыми горами. Канадские Прерии - канадская часть Великих равнин, занимают значительную часть провинций Альберта, Саскачеван и Манитоба. Климат здесь степной, континентальный и сухой. Здесь наблюдается холодная зима и жаркое лето. Суровость зим в этих районах вызывается господством континентального воздуха, значительно выхолаживающегося в зимнее время. Оттепели здесь редки, толщина снежного покрова значительна. Очень часто сюда проникает арктический воздух, вторжения которого сопровождаются сильными метелями. Лето в Канадских прериях теплое, с частыми суховеями, реальные температуры могут подниматься даже до 40°C/104°F. Морской воздух с Тихого океана сюда проникает редко из-за меридионального расположения гор. Годовая сумма осадков около 400 - 500мм/ 15.70-19.70дюйма.

Западная Канада включает Альберту (Alberta) в Скалистых горах и Южную и Центральную части Британской Колумбии (British Columbia).

Это горный район с очень изрезанной береговой линией на Тихом океане.

Самые высокие горы поднимаются до 10,000-13, 000футов/ 000-4 000м и состоят из двух цепей: западные или Прибрежные Горы и восточная или основная цепь Скалистых гор. Область между ними состоит из глубоких долин и высокогорных плато. В связи с этим рельеф этого региона разнообразный с широким диапазоном высот и многочисленными местными различиями в погоде и климате.

В Прибрежных Горах очень сильные осадки и выше 4,000футов/1200м в основном в виде снега. В некоторых долинах очень низкое годовое количество осадков, всего 375мм/14.76дюйма. Здесь самые теплые зимы Канады.

Погода региона круглый год очень близка к погоде Британских островов, но лето теплее и солнечнее. Мягкие зимы быстро уступают сложным условиям внутри континента с частыми снегопадами в горах и довольно низкими температурами в долинах, где морозы зимой частые и сильные.

Зимой минимальные температуры в Принс-Джордж (Prince George) почти такие же низкие, как и в прериях. Зимой в Принс-Джордж значительно меньше осадков, чем на побережье.

Этот регион менее солнечной, чем большая часть центральной части Канады. Зимой пасмурных дней больше и на побережье часты туманы.

Хотя погода часто переменчивая, это, пожалуй, климатически наиболее благоприятный регион Канады.

Восток США Зимой на восточном побережье США холодно и максимум снега приходится на Февраль. В Нью-Йорке в это время года возможны сильные снегопады.

Среднесуточная максимальная температура достигает 4-6°C/ 39-43°F. В среднем 18-21 дней сухо.

Переход от зимы к лету происходит быстро с середины Апреля, и в Мае, как правило, тепло и солнечно. Дневная среднемесячная температура колеблется от 9°C/48°F в Марте до 21°C/70°F в Мае.

Летом для всего побережья проблемой может стать морской туман, а повышенные температура и влажность воздуха в городах могут привести к проблемам со здоровьем населения. Среднесуточная максимальная температура может достигать 28°C/82°F и сухих дней около 21.

Осенью среднесуточные максимальные температуры резко падают, начиная с 24°C/75°F в Сентябре до 12°C/54°F в Ноябре. Среднее количество сухих дней около 21.

Запад США В горной части Калифорнии (California) зима холодная, обеспечивающая возможности для зимних видов спорта, несмотря на то, что на побережье среднесуточная температура достигает 19°C/66°F. В южной Калифорнии относительно сухая солнечная зима.

С наступлением весны исчезает последний снег в горах, и наступает очень сухой, солнечный сезон. В среднем может быть до 30 сухих дней. Калифорния - штат контрастов в летние месяцы. В Долине Смерти (Death Valley) зафиксирована максимальная температура 46°C/115°F, а в Сан-Франциско (San Francisco) лето прохладное из-за бризов и морских туманов, ЛосАнджелес (Los Angeles) значительно страдает от смога.

Средняя дневная максимальная температура в этих городах порядка 21С/70-75°F. В осенние месяцы по-прежнему тепло, среднесуточная максимальная температура достигает 22 - 24°C/72 - 75°F и в среднем около сухих дней.

Флорида Штат Флорида (Florida) в период с Декабря по Февраль относительно сухой и солнечный, с температурой днем около 25°C/77°F. В среднем, 24дня в месяц сухие. По ночам, как правило, прохладно.

С Марта по Май средняя температура растет и доходит до 28°C/82°F, количество сухих дней около 22 дней каждый месяц.

В период с Июня по Август жарко, среднесуточная максимальная температура повышается до 31°C/88°F. Наблюдаются частые ливни и грозы, количество сухих дней в месяц в среднем около 15. В конце лета в Мексиканском заливе (Gulf of Mexico) и Карибском бассейне (Caribbean) сезон ураганов, хотя несколько лет может пройти без этих событий.

Температура остается высокой с Сентября по Ноябрь, в среднем почти 30°C/86°F. Сентябрь - самый влажный месяц.

Карибские острова(Caribbean Islands) На Карибских островах теплая солнечная зима со средней температурой днем порядка 29°C/84°F, а на Ямайке выше 31°C/88°F. Среднее количество осадков составляет около 75 мм/3дюйма в месяц и обычно это грозовые ливни во второй половине дня или вечером. Самая северная группа Карибских (Caribbean) и Багамских (Bahamas) островов низменная, с меньшим количеством осадков, чем на других островах.

Хотя Май - начала сезона дождей, они обычно невелики по сравнению с муссонами Азии. Дожди в основном в виде поздних ливней, сильнее в горах и на северо-восточном побережье. Сухих дней 22 - 23, а на Ямайке до28 дней.

Максимальная температура доходит до 30-31°C/86-88°F. Лето жаркое и влажное. Летом ураганы могут доходить до Карибского бассейна (Caribbean) и в течение 3-дневного урагана может выпасть до 500мм/19.70дюйма дождя.

Среднесуточная максимальная температура может достигать 32°C/90°F на Ямайке (Jamaica), Тринидаде (Trinidad) и на Багамских островах (Bahamas), а в других местах на пару градусов ниже.

В осенние месяцы тропические штормы встречаются редко. Средняя максимальная температура начинает чуть падать только в Ноябре C/84°F. Каждый месяц можно ожидать 15-17 сухих дней.

Мексика(Mexico) Мексика - самая большая страна Центральной Америки, граничащая на севере с США, на юге с Гватемалой (Guatemala) и Белизом (Belize). Почти две трети территории страны состоит из плато и высоких гор с умеренно-теплым климатом; в других районах климат тропический с температурой, понижающейся с высотой.

Существуют три основных причины, влияющие на характер климата Мексики.

По побережью Тихого океана на юг тянется Калифорнийское (California) холодное течение, понижающее температуру и уменьшающее количество осадков на западном побережье далеко на юге, до оконечности полуострова Нижняя Калифорния (Lower California). Это холодное течение и влияние Северного Тихоокеанского антициклона помогают делать большую часть северо-запада страны пустынями и полупустынями, это продолжение засушливой зоны США в Калифорнии, Нью-Мексике (New Mexico) и Аризоне (Arizona).

Теплое Карибское море (Caribbean Sea) и влияние постоянных северовосточных ветров делает восточное побережье региона характерным тропическим побережьем с одним сезоном дождей в летний период. Погода и климат этого региона имеют много общего с Карибскими островами.

На климат Мексики существенное влияние оказывает наличие к северу большого континента Северной Америки. Она становится очень холодной зимой, особенно, когда холодный воздух спускается вниз из Канадской Арктики, и очень теплой летом. На севере Мексики отмечаются экстремальные температурные условия. Зимой волны холодного северного ветра ('northers'сильный северный ветер, дующий осенью и зимой на юге США, на тихоокеанском побережье Северной Америки) могут принести в течение нескольких дней почти морозные условия до восточного побережья далеко на юг до Тампико (Tampico). В Тампико (Tampico), который находится в тропиках, был даже снег. Западное побережье защищено от таких волн холода горами и плато Центральной Мексики.

Как и в других странах Южной и Центральной Америки климат Мексики делится по принципу высоты: Tierra Caliente - ниже 2000футов/ 600м, Tierra templada - 2,000 - 6,000футов/600-1 800м и Tierra fria - выше 6000футов/ 800м.

Tierra Caliente (испан. горячая земля) - термин, используемый в Латинской Америке для обозначения районов с тропическим климатом. Большая часть их расположена узкой прибрежной полосой на побережье Тихого океана, плюс некоторые внутренние районы на берегу Карибского бассейна также вписываются в эту категорию, включая весь полуостров Юкатан (Yucatan peninsula).

Большая часть Мексики попадает в две другие категории.

Тьерра templada (испан. умеренная земля) - термин, используемый в Латинской Америке для обозначения районов, которые находятся в тропиках на умеренно высоких высот или несколько вне астрономических тропиков, где климат несколько холоднее, чем в тропических низменных зонах.

Tierra fria (испан. холодная земля) - термин, используемый в Латинской Америке для обозначения горных районов, где большая высота приводит к заметно более прохладному климату, по сравнению с тем, что встречается в низменных местах на этих же широтах. Некоторые из крупнейших городов Латинской Америки находятся в Tierra fria, в первую очередь Богота в Колумбии (Bogot, Colombia), Мехико в Мексике (Mexico City, Mexico) и Кито в Эквадоре (Quito, Ecuador), все три города также столицы этих стран.

В большинстве районов Terra fria зимой ночью частые морозы и снег могут встретиться где угодно, но располагаются они только выше 1,000футов/300- 3 700м.

Сезон дождей на всей территории страны в период высокого Солнца с Мая по Октябрь. Влажная часть страны - низменности на побережье Карибского моря, где среднегодовое количество осадков от 1000 до 1500 мм/39.37 - 59.06дюйма, но местами на севере Юкатана (Yucatan) - менее 500мм/19.68дюйма. Более северные берега Тихого океана и Калифорнийского залива в год получают менее 250 мм/9.84дюйма, но к югу количество осадков увеличивается от до 1500мм/39.37 - 59.06дюйма. Там, где побережье опирается на высокие горы, количество осадков больше.

На высоте Мехико (Mexico City) и выше, посетителям необходимо несколько дней для адаптации к низкому давлению; резкое изменение давления может привести к удушью.

И западное и восточное побережье Мексики время от времени страдают от тропических штормов, которые развиваются в Тихом океане и Карибском бассейне и приносят на два - три дня сильный дождь, что наиболее вероятно с Августа по Октябрь. Очень немногие из них достигают силы развитых ураганов. При этом восточное побережье более подвержено серьезным повреждениям.

Зона покрытия: Атлантический океан от 30N до 65N и окружающие регионы.

Рис. 2- 6 Северная Америка и Северная Атлантика Географические факторы Регион Северной Атлантики простирается от 30°N до 65°N широты и от Нью-Йорка (New York) на Западе до Лондона и Норвежского моря (Norwegian Sea) на Северо-Востоке (рис. 2 -6). Он состоит из большого водного бассейна с теплым течением Гольфстрим (Gulf Stream), вытекающим из Мексиканского Залива на SE USA. Гольфстрим движется вверх вдоль побережья Северной Америки, затем пересекает Атлантику, омывает берега Западной Европы с SW Франции до N Норвегии.

Холодное Лабрадорское течение (Labrador Current) прокладывает путь на юг между Лабрадором (Labrador) и Гренландией (Greenland) и встречает Гольфстрим на востоке от Ньюфаундленда (Newfoundland).

Океан ограничен с запада и востока двумя большими континентами, Северной Америкой и Европой.

Климатические зоны Зона проходит через климатический пояс Неустойчивой Умеренной зоны (Disturbed Temperate Zone) и частично через пояс Субтропической Зоны (Sub Tropical Zone).

Характер барического поля и погода Январь Зимой можно выделить основные барические поля давления:

Северо - Американский (Антициклон (North American High) 1020мбар Исланский "Statistical" Циклон (Icelandic "Statistical" Low) 1000мбар Азорский Антициклон 30°N (Azores High) 1020мбар Депрессии Полярного Воздуха (Polar Air Depressions) 65°N - 55°N.

Зимой континент Северной Америки охлаждается, потоки полярного континентального воздуха (Polar Continental air - Pc) двигаются с NW через Гренландию (Greenland), формируя большой район высокого давления. Во всем регионе Неустойчивой Умеренной зоны (Disturbed Temperate Zone) преобладает активный Полярный Фронт (Atlantic Polar Front), отделяющий полярный континентальный воздух (Pc) на северовостоке от тропического морского воздуха (Tm) на юго-востоке. На западе воздух, расходящийся из Североамериканского Антициклона, перемещается над морем на SE, где он прогревается, увлажняется и становится неустойчивым Полярным морским воздухом (Polar Maritime air - Pm).

Здесь он встречает теплый тропический морской (Tm) воздух, расположенный над теплыми водами Гольфстрима (Gulfstream), перемещающегося вдоль восточного побережья Северной Америки. Эта сходимость двух воздушных масс вызывает формирование Полярно Фронтовых Депрессий (Polar Frontal Depressions - PFD). Зимой фронт тянется от Флориды (Florida) через Атлантику до SE Британских Островов (British Isles). PFD восточном/северо – восточном направлении к Соединенному Королевству и Норвежскому морю. Некоторые циклоны замедляют движение и/или начинают окклюдироваться между S Гренландией (S Greenland) и Норвегией (Norway), давая начало “Statistical" Low вблизи Исландии (Iceland).

Рис. 2- 7 Детали Погоды Северной Атлантики в Январе Зимой депрессии наблюдаются часто. Циклоны и связанные с ними фронты проходят в облаках, осадках и сильных, неустойчивых приземных ветрах.

Гребни высокого давления, разделяющие их, периодически приносят спокойную, ясную погоду. Сильные потоки NW Полярного Морского воздуха (Polar Maritime air - Pm) на западной стороне PFD могут создавать термические вторичные депрессии (thermal secondary depressions) (полярные Циклоны - Polar Lows), которые приносят сильные ветры и сильные осадки на Юг Британских островов (British Isles) и Север Франции (France).

Над Атлантикой Полярный фронт остается границей между полярным морским воздухом (Pm) на севере и тропическим морским воздухом (Tm) на юге. По мере развития путешествующих депрессий порция Tm воздуха будет все больше в ловушке между районами Pm воздуха любой из сторон, образующих теплый и холодный фронты (рис. 2-7).

К Северу от Полярного Фронта Депрессии Полярного Воздуха формируются при перемещении арктического воздуха на Юг 65°N - 55°N над сравнительно более теплым морем, вызывая неустойчивую погоду.

Зимой внутри северо-Американского континента могут возникать радиационные туманы, особенно Осенью и Зимой, когда давление высокое. Адвективные туманы могут образоваться, когда влажный тропический морской воздух (Tm) перемещается над холодными, пропитанными влагой внутренними районами, особенно поздней Зимой/начале Весны.

Летом холодный Зимний Северо – Американский Антициклон разрушается и вместе с ним разрушается температурный контраст на его восточном побережье между сушей и морем. Он замещается СевероАмериканским циклоном, т.к. суша прогревается. Полярные Фронты все еще присутствуют, но располагается намного севернее и менее активные так, что PFD будут менее интенсивными и в меньшем количестве. Западная граница фронта начинается в Лабрадоре (Labrador), Ньюфаундленде (Newfoundland), Е Канаде (E Canada), где движущееся теплое морское течение Гольфстрим (Gulf Stream) теперь встречает отступающее холодное морское Лабрадорское течение. Летом среднее положение Полярного фронта, таким образом, от Лабрадора/Ньюфаундленда (Labrador/New foundland) до Севера Шотландии (Scotland) в Норвегию (Norway) (рис. 2-8).

Недалеко от Ньюфаундленда (Newfoundland) может сформироваться широко распространяющийся над Большими Банками (Grand Banks) адвективный туман (около 45°N - 50°W) в Мае/Июне за счет продвижения теплого влажного воздуха из Мексиканского залива (Mexican Gulf) над очень холодным Лабрадорским (Labrador) морским течением.