От воли небесной к земной, или вся атмосферная циркуляция тропиков на пальцах

Все знают, что в Юго-Восточную Азию не стоит ехать в сезоны дождей. Но не каждый задается вопросом  о причинах этих сезонов, а коли задается, то редко получает правильный и обстоятельный ответ.  На самом деле все не так сложно.

Закономерности глобальной циркуляции атмосферы можно просто понять из парочки интуитивно всем известных ощущений. К примеру,  вспомним  лето и быстрые обжигающие шаги по горячему песку до кромки прохладной воды. Или купание в теплом море в прохладе южных ночей. Все знают, испытывали.  Песок горяч, вода прохладна днем, а ночью песок холодный, а вода теплая. Все потому, что земля нагревается сильнее и быстрее воды, равно как и остывает. Запомним это несложное заключение.

Второе маленькое, но удаленькое знание о том, что теплый воздух «легче» и всегда стремится подняться вверх. В бане греться всегда лучше на верхних полках — тоже каждый знает. Кстати, на самом деле горячий воздух не легче, а просто он не такой плотный.

Теперь посмотрим, как это работает в системе Солнце-Земля. В общем виде все проще простого: солнечной радиации на единицу площади больше всего получает экватор, следовательно, воздух нагревается от разгоряченной земной поверхности и огромные потоки теплого воздуха понимаются вверх, устанавливая на экваторе область низкого давления. Наверху воздух растекается, двигаясь в верхней тропосфере по направлению к полюсами, охлаждаясь, опускаясь, образуя области высокого давления. Таким образом, создаются области с разностью давления. Это основополагающий принцип циркулирования ветров, но все усложняют: наклон оси Земли к плоскости вращения, вращение, наличие суши.

Из-за вращения земного шарика (условно шарика, конечно), все прямолинейные движения отнюдь не будут таковыми. В северном полушарии движение будет отклоняться вправо, в южном — влево. Кстати, такая отклоняющая сила называется кориолисовой и с ней связаны зачастую более крутые правые берега крупных рек по сравнению с левыми при прочих равных условиях, еще есть мнение о том, что кориолисово отклонение влияет даже на сторону, в которую будет закручиваться вода в раковине (видимо, идеально круглой).

Так или иначе, дующий в верхней тропосфере экваториальный воздух отклоняется направо или налево, не доходя до полюсов, опускается  намного раньше,  на широте в  30⁰ обоих полушарий, что примерно за 3000-3500 км от экватора. Воздух сухой и холодный создает антициклональный тропический климат, это и Сахарская, Австралийские, южоазиатские и южноафриканские пустыни. Этот воздух образовывает устойчивые ветра, часть его идет в умеренные широты, отклоняясь, образует наш родной западный перенос (в обоих полушариях).

Поток, идущий к экватору, и образует – пассаты, дующие за счет отклонения  генерализованно всегда с востока. Итак, экватор прогревается, горячий воздух поднимается, образуется низкое давление, компенсирующееся за счет пассатов из тропических широт.

Вся эта схема перемещается вместе с зенитом солнца, от  южного тропика (22 декабря) пересекает экватор (21 марта) и до северного тропика (22 июня) и возвращается на экватор (23 сентября).

Но что главное нарушает стройную схему направлений пассатов, так это неравномерное распределение суши и моря. Вспомним, что зимой суша остывает быстро, а океан так остыть на успевает, летом  наоборот быстро нагретая суша и прохладный не успевший нагреться с зимы океан. Такие разные по температуре подстилающие поверхности формируют свои – сезонные воздушные массы, муссоны. Пояс в общем высокого давления  по обе стороны странствующего зенита немного (но достаточно для создания разности давлений и образования ветра) понижается над теплыми поверхностями и повышается над холодными. Другими словами, зимой давление выше над холодными материками и муссоны дуют континентальные, сухие, дуют в сторону океана, а летом влажный муссон с холодного океана дует на жаркий материк.

Вот откуда те самые дожливые сезоны тропиков. Интересно, что каждый регион имеет свои специфические особенности в распределении осадков, но все подчиняются вышеописанным правилам. Сезон летнего муссона в Таиланде, летом он дует, насытившись влагой Индийского океана. И на Бали осадки приносят летние (для южного полушария сентябрь-март) северо-восточные муссоны, дующие с океана, зимой же (март-сентябрь) муссон дует из сухой Австралии и осадков мало. В Кении дождливые периоды связаны с пассатами, зимой осадков нет, ибо пассат континентальный, дует с Азиатского континента, дождь появляется лишь, когда  заглядывает влажный пассат с Индийского океана, что бывает дважды после прохождения зенитом экватора. Два сезона  дождей в Боготе связаны также с экваториальными муссонами, появляющимися при падении давления при прохождении Боготы зенитом.

Варвара Черняховская

Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология
http://www.klimadiagramme.de/