Струйное течение в атмосфере. Высотное струйное течение

Погодные аномалии в России стали предметом для исследований иностранных ученых. Ряд метеорологов и климатологов обратили внимание на то, что в этом году слишком во многих странах наблюдались экстремальные погодные проявления.

Помимо жары в России это самое сильное за последние 80 лет наводнение в Пакистане, необычно сильная жара в июле в Японии (которая унесла жизни более 60 человек), а также июньская жаркая погода в США и Канаде.

По мнению метеорологов, которые регулярно занимаются мониторингом атмосферы в Северном полушарии, эти явления на глобальном уровне представляют собой «звенья одной цепи».

Обусловлены они необычным поведением высотных струйных течений в атмосфере.

Такое течение (по-английски оно называется jet stream) представляет собой мощный поток воздуха на высоте от 7 до 12 километров над поверхностью Земли.

Высотные струйные течения движутся с севера на юг и с запада на восток, при этом они имеют достаточно извилистую форму вследствие воздействия ряда факторов. Главным из таких факторов являются так называемые волны Россби — низкочастотные, преимущественно горизонтальные волнообразные движения, обусловленные вращением и сферичностью Земли. Эти волны представляют собой скорее вихри, которые циркулируют между полушариями планеты и, в частности, играют роль в формировании явления «эль-ниньо» — колебаний температуры поверхностного слоя воды в экваториальной части Тихого океана, которые имеют заметное влияние на климат.

В последние несколько недель метеорологи заметили изменения в высотных струйных течениях в атмосфере, о чем на этой неделе, в частности, сообщил научно-популярный журнал New Scientist . Метеоролог из Университета Рединга (Великобритания) Майк Блэкберн , занимавшийся подобными наблюдениями, рассказал «Газете.Ru», в чем заключается гипотеза, которой придерживаются он и его коллеги, объясняющая, почему в России была такая жара и какую связь эта аномалия имеет с другими экстремальными природными явлениями.

— В Северном полушарии Земли на протяжении всего июля наблюдались систематические изгибы высотного струйного течения, простирающегося от Атлантики над Европой и Азией.

Нынешним летом горячий влажный воздух из Африки избавился от влаги над Восточной Европой и в виде горячего сухого воздуха принес тепло далеко на север. Там изгиб струйного течения «блокировал» антициклон и на долгое время вызвал рекордно высокую температуру, что спровоцировало лесные пожары и смог, способный вызвать серьезные отрицательный последствия для здоровья человека. Чуть дальше на востоке холодный воздух ушел на юг, попал в область муссонов над горными районами на севере Пакистана и в период с 28 по 30 июля усилил там сезонные дожди. Скорее всего, интенсивные дожди над некоторыми районами Китая в начале августа и аномальная жара в Японии в июле также являются следствием изгибов высотных струйных течений. Так же, вероятно, стабильный антициклон над Россией привел к тому, что влажный воздух со Средиземного моря вызвал интенсивные осадки в восточной Германии 6 августа.

— Почему произошли систематические изгибы высотного струйного течения в этом году?
— Мы не знаем ответа на этот вопрос. Такие изменения являются частью естественной изменчивости атмосферы, которые приводят к изменениям погоды в течение недели, месяца или целого времени года. Но струйными течениями можно объяснить, в частности, и наводнения в Великобритании в июне — июле 2007 года, и достаточно влажное лето во всей Западной Европе в 2008 и 2009 годах.

— Могут ли изменения высотного струйного течения быть следствием изменения климата на Земле?
— Отдельные аномальные погодные явления, как жара в России или наводнение в Пакистане, нельзя отнести к глобальному потеплению, но более высокая средняя температура вызывает опасность увеличения аномальных явлений, так как теплый воздух имеет большое количество водяного пара и с увеличением температуры может повлечь и увеличение среднего количества осадков. Чтобы оценить вероятность наводнения в случае экстремального количества осадков, нужно учитывать многие факторы. Так, в Пакистане гидрологи обратили внимание на случаи некорректного использования водных ресурсов, что повлияло на тяжесть затопления. Стоит заметить, что масштабы помощи и восстановления при ЧП в Пакистане, как и во многих развивающихся странах, растут с увеличением количества населения.

— Возможно ли повторение погодной аномалии в России в следующем году?
— У нас, в Университете Рединга, мы не составляем такой прогноз, другие организации делают сезонные прогнозы на основе компьютерных моделей. Многие исследователи проводят долгосрочные прогнозы для конкретных регионов с использованием статистических корреляций погоды и внешних факторов. Но высотные струйные течения являются неотъемлемой частью глобальной циркуляции атмосферы, и изменения течения влияют на погоду в любое время года в любом месте, в том числе и в следующем году в России.

— Будете ли вы с коллегами исследовать нынешнюю погодную аномалию в России?
— До сих пор мы делали только предварительную оценку наблюдавшихся в последнее время явлений, но мы ведем проект по исследованию влияния струйных течений на погоду, и в нашей научной группе вскоре должна быть защищена диссертация на эту тему. Правда, она будет связана с наводнением в Великобритании в 2007 году, а не нынешней жарой в России.

— Можно ли сказать, что современная наука пока не в состоянии учитывать многие факторы, которые влияют на погоду, например, солнечную активность и количество арктических ледников?
— Да. И я считаю, что климатические и метеорологические модели могут и должны включать в себя ряд различных факторов, как, например, солнечная активность или увеличение концентрации парниковых газов. В ряде организаций это уже делается, например, в Европейском центре среднесрочных прогнозов погоды.

Между тем спутники NASA продолжают исследования территории охваченной пожарами России из космоса. Помимо данных о количестве очагов лесных пожаров в разных регионах страны спутники передали на Землю информацию о распространении угарного газа от пожаров — над территорией России и за ее пределами.

Воздушные массы на экваторе нагреваются, и горячий воздух поднимается вверх - там низкое давление. Поднявшийся воздух течет на север или на юг, охлаждается и опускается. Воздушные массы перемещаются от района высокого давления к области низкого давления. Воздух с юга и с севера снова направляется к экватору. В атмосфере формируется система вертикальной циркуляции, опоясывающая Землю, - это так называемые ячейки Гадлея, ячейки Ферреля и Полярные ячейки. На месте стыков ячеек низких и умеренных широт потоки направлены вниз - зона западных поверхностных ветров. В регионе контакта ячеек высоких и средних широт воздух наоборот поднимается - зона восточных поверхностных ветров и струйного течения на больших высотах. Сила Кориолиса влияет на направление движения циркулирующих воздушных масс - они перемещаются не строго вдоль параллелей, а отклоняются. Так в каждой зоне возникают специфические системы ветров. В районах полюсов воздушные массы движутся с востока на запад, отклоняясь от полюсов. В зонах западного ветра под воздействием эффекта Кориолиса и других сил воздушные массы перемещаются в восточном направлении. В зонах пассатов Северного полушария ветер дует с северо-востока, в зонах пассатов Южного полушария - с юго-востока. В верхних слоях атмосферы образуются мощные струйные течения с запада на восток, возникающие из-за разницы давления и температур

Струйные течения – это сравнительно узкие зоны сильных ветров в верхней тропосфере и нижней стратосфере. Границей СТ обычно считается скорость ветра равная 30 м/с (100 км/час), вертикальный сдвиг скорости ветра от 5 до 10 м/с и более на 1 км высоты, горизонтальный сдвиг скорости ветра 10 м/с и более на 100 км. Струйное течение напоминает сильно сплюснутую трубу, высота которой 1-5 км, ширина 500-1000 км и длина – тысячи километров. Иногда СТ огибает весь земной шар.

Струйные течения образуются в зонах сближения теплых и холодных воздушных масс, гда создаются значительные градиенты давления и температуры, расположенных между высотными циклонами и антициклонами.

Максимальные скорости достигают 350км/час, над Японией до 700км/час. Интенсивность СТ имеет ярко выраженный характер. В холодное время струйные течения усиливаются, в летнее – ослабевают.

В зависимости от высоты расположения различают тропосферные и стратосферные струйные течения. Тропосферные СТ возникают когда поверхность главного атмосферного фронта простирается до тропопаузы, а разность температур воздушных масс, лежащих по обеим сторонам фронта, составляет 8-10° и более.

Тропосферные СТ по географическому признаку подразделяются на внетропические , субтропические и экваториальные .

Внетропическими являются струйные течения умеренных широт, связанные с полярным фронтом, а арктическое СТ связанное с арктическим фронтом. Их преобладающим направлением является западное, а интенсивность подвергается непрерывным изменениям. Ось внетропического СТ располагается в тёплом воздухе, обычно на 1-2км ниже тропопаузы. Она лежит впереди приземной линии тёплого фронта на расстоянии 400-500км и позади линии холодного фронта на расстоянии 100-300км. Перемещается СТ с атмосферным фронтом.

Левая сторона СТ (по направлению потока) более холодная, располагается вдоль высотной области пониженного давления и называется циклонической или холодной. Правая сторона относительно теплее левой, располагается вдоль высотной области повышенного давления и называется антициклонической или тёплой. На внешних границах СТ в связи с торможением воздушного потока более спокойным воздухом наблюдаются большие градиенты (перепады) скорости ветра. Резкие его изменения вызывает образование турбулентных зон. Такие зоны более опасны и интенсивны на левой циклонической стороне СТ (под действием двух задерживающих слоев – тропопаузы и фронтальной поверхности) На правой, антициклональной стороне, турбулентные зоны встречаются реже, здесь турбулентность бывает слабой или умеренной.

По отношению к атмосферным фронтам ось струйного течения не остаётся постоянной. В стадии волны ось СТ почти не искривлена и располагается левее линии фронта, в стадии молодого циклона на оси СТ отмечается изгиб, при этом ось СТ находится слева приземного центра циклона. В процессе окклюдирования циклона ось СТ испытывает ещё больший изгиб, при этом ось СТ пересекает фронты значительно правее приземного фронта.

Субтропическое СТ образуется на северной периферии субтропических антициклонов зимой между 25 и 35°с.ш., а летом между 35 и 45° с.ш. На участках большой протяженности (тысячи км) она имеет устойчивое западное направление. Зачастую в холодную половину года субтропическое СТ опоясывает весь земной шар. Ось СТ располагается над тропопаузой на высоте 12км. Тропопауза в зоне субтропического СТ претерпевает разрыв. На сравнительно небольшом расстоянии разница в её высоте при переходе их холодного в тёплый воздух может достигать 4-5км. Ширина субтропического СТ около 1500км, вертикальная протяженность 8-12км, по сравнению с внетропическим СТ является более устойчивым и интенсивным.

Экваториальные СТ образуются в экваториальных районах на южной периферии высоких субтропических антициклонов и имеют восточное направление.

Стратосферные СТ – оно образуется зимой на широте Полярного круга и имеют западное направление, ось находится на высоте около 50км, а нижняя часть охватывает всю среднюю и верхнюю атмосферу. Средняя скорость в этом СТ на высотах 20-25км составляет около 200км/час. Возникновение этого СТ объясняется наличием больших контрастов температуры в стратосфере на границе смены дня и ночи. В период полярной ночи (в январе высота ночи над Северным полюсом достигает 440км) Стратосферный воздух в Арктике выхолаживается и оказывается значительно холоднее стратосферного воздуха южнее Полярного круга. В связи с этим возникают большие горизонтальные градиенты температуры между умеренным и арктическим воздухом.

Турбулентность в зоне СТ.

На холодной стороне СТ горизонтальный сдвиг ветра составляет 12-14м/с на каждые 100км, на тёплой он равен 10м/с. Вертикальный сдвиг ветра в СТ составляет 5-10м/с на 1000м высоты, но может достигать и 25-30м/с. Наличие таких градиентов приводит к турбулентность в области СТ. Толщина возмущенных слоёв составляет 300-600мЮ иногда увеличиваясь до 1-3км, ширина обычно не превышает 100км, в длину – несколько сотен километров. Величина перегрузок при болтанке не превышает 0,5 – 1g, но иногда отмечаются случаи до 2g. В этих случаях сильная болтанка затрудняла управление самолётом или приводила к более тяжёлым последствиям.

Нередко болтанка в СТ наблюдается в области расположения Ci и Cc, образующихся на правой стороне СТ, несколько ниже его иси. Слева от оси облака образуются реже, вдоль оси облака отсутствуют. Ось СТ является границей между облачными системами по обе стороны СТ.

Турбулентные зоны зачастую бывают при ясном небе и называются ТЯН.

СТ может быть обнаружено по изменению угла сноса ВС и изменению температуры. При входе самолёта в левую сторону СТ происходит быстрый рост температуры (2-3° на 100км пути) и левый снос. При входе в СТ с правой стороны температура понижается (1-2° на 100км пути) и наблюдается правый снос. При полёте вдоль СТ температура воздуха не изменяется, а увеличивается путевая скорость (при попутном ветре) или уменьшается (при встречном ветре).

При попадании в зону болтанки, связанной с СТ, изменяют высоту полёта на 300-400м или уклоняются от маршрута на 50-70км. Высоту полёта рекомендуется изменять снижением, если полёт происходит на высотах более 8км, а на меньших – уходом вверх. Уклоняться от маршрута наиболее безопасно на правую (антициклональную) сторону струйного течения.

При предполётной консультации следует знакомиться с картой максимальных ветров, с картами барической топографии и вертикальными разрезами атмосферы.

Карты погоды и их анализ.

5.1 Карты погоды. Приземные и высотные. Использование международного метеорологического кода КН-01. Анализ приземных карт .

Изучение погодных процессов на большой территории наиболее эффективно проводить с помощью специальных карт, на которые условными знаками нанесены результаты одновременных метеороло­гических или аэрологических (высотных) наблюдений. Такие карты получили название синоптических (от греческого слова «синоптикос» - одновременно обозревающий).

Синоптическая карта, на которую нанесены данные наблюдений у поверхности земли, называется приземной картой погоды, а карта с нанесенными данными аэрологических наблюдений - высотной или аэрологической. Приземная карта погоды - это метеорологическая карта, которая отражает фактическое состояние погоды у поверхности земли в конкретный момент времени на определенной площади. Карты погоды бывают основные и кольцевые.

Основные карты составляются в 00, 06, 12 и 18 ч среднего гринвич­ского времени (UTC). Эти карты охваты­вают огромные территории и позволяют анализировать атмосферные процессы на расстояниях протяженностью в несколько тысяч километ­ров.

На АМСГ по основным картам прогнозируют крупномасштабные процессы, такие как образование и перемещение циклонов и антицик­лонов, перемещение атмосферных фронтов. По этим картам - составляют прогнозы погоды на срок 24...36 ч, а также прогнозы погоды по маршру­там большой протяженности.

Кольцевые карты (кольцовки) составляют через каждые 3 ч: в 00,03, 06,09,12,15, 18 и 21 ч по Гринвичу.

Это карты сравнительно небольших районов - от нескольких сотен
до тысячи километров, по этим картам уточняют прогнозы погоды на несколько часов, а также составляют предупреждения о возникновении опасных для авиации явлений погоды.

Сведения о погоде наносят на основные и кольцевые карты в виде цифр и условных знаков (символов) в строго определенном порядке вокруг кружка станции в соответствии с кодом КН-01.

На синоптические приземные карты погоды вокруг кружка (пункта) станции данные наносятся цифрами кода и условными знаками.

TTTtT- температура воздуха, целые (TT) и десятые доли(tT) градуса Цельсия;

TdTdtd- точка росы, целые (TdTd) и десятые доли(td) градуса Цельсия;

VV- горизонтальная видимость;

h(hh)- высота облаков нижнего яруса;

Nh- количество облаков нижнего яруса в октах;

PPP- давление воздуха приведенное к уровню моря, в гПа;

рр – величина барической тенденции за последние три часа;

а - характеристика барической тенденции;

N – общее количество облаков;

W – погода между сроками наблюдения;

CL – форма облаков нижнего яруса;

CM – форма облаков среднего яруса;

CH – форма облаков верхнего яруса;

dd – направление ветра у поверхности земли (откуда дует);

ff – скорость ветра обозначается оперением;

ww – атмосферные явления погоды с срок наблюдения или в течение последнего часа перед сроком наблюдения;

Sn – знак отрицательного значения температуры воздуха, точки росы, барической тенденции.

Характер погоды над какой-либо территорией определяется свойствами воздушных масс, положением атмосферных фронтов и видом барических систем. Задачей анализа является прослеживание движения воздушных масс, установление характера их стратификации, выявлению барических систем и определение траекторий их перемещения, а также уточнение положения и типа фронтальных разделов. Полное пространственное представление об атмосферных процессах можно получить, используя в анализе весь комплекс аэросиноптического материала, имеющегося на АМСГ.

Анализ погоды обычно начинается с анализа приземных синоптических карт – основных и кольцевых, затем карт барической топографии, аэрологических диаграмм, карт максимальных ветров, карт тропопаузы и авиационных карт АКП.

Анализ приземных карт погоды начинается с их «подъёма». На карте выделяются зоны обложных, моросящих и ливневых осадков, районы кучево-дождевых облаков и грозовой деятельности, районы занятые туманом, метелями, пыльными бурями и другими явлениями.

Затем проводятся линии равных значений барических тенденций. В центральной части области роста давления проставляется синим цветом буква Р и максимальная величина роста давления, в центральной части падения – буква П красным цветом и наблюдаемая величина падения давления. Линии равных значений барических тенденций называются изаллобарами или изотенденциями. Затем проводятся изобары – линии равных давлений, выявляются основные формы барического рельефа – циклоны, антициклоны, ложбины, гребни, седловины. Центры циклонов и антициклонов обозначаются буквами Н и В соответственно.

Все эти этапы являются подготовительными для анализа атмосферных фронтов.

Для анализа атмосферных фронтов сначала изучают их положение по приземным картам предшествующих сроков, а затем на основании анализа барического поля, полей ветра, температуры, влажности, распределения облачных систем, зон осадков и изаллобарических областей определяют положение фронта и его тип. При этом учитываются все факторы, которые могут привести и изменению погодных условий в зоне фронта в зависимости от времени года и суток, характера распределения давления, температуры и т.п.

Анализ фронтов не исчерпывается определением их положения на приземной карте, а используются карты барической топографии, аэрологические диаграммы и другие материалы, как спутниковая информация, бортовая погода.

Карты барической топографии используются в комплексе с приземными картами, что позволяет достаточно полно проанализировать процессы и явления погоды, которые наблюдаются не только у земли, но и на различных высотах.

Для анализа используют карты АТ850, АТ700, АТ500, АТ400, АТ300, АТ200 и АТ100Гпа поверхности. Для анализа температурного режима нижней тропосферы используются карты ОТ500/1000 . Изогипсы на этой карте в то же время являются изотермами средней температуры нижнего 5-километрового слоя тропосферы. Для уточнения положения атмосферных фронтов используется карта АТ850, на которой лучше чем на приземных картах обнаруживаются фронтальные поверхности по контрастам температур и другим элементам. Для выявления расположения и характеристики высотных фронтальных зон и связанных с ними струйных течений используются карты АТ300, АТ200, реже АТ500.

Высотную фронтальную зону по этим картам можно обнаружить по участкам с наибольшим сгущением изогипс и изотерм, на которых наблюдаются наиболее сильные ветры, иногда превышающие 100 км/час – струйное течение.

Обычно зоны интенсивной турбулентности располагаются в местах резкой расходимости воздушных потоков, особенно если эти зоны связаны со СТ, а передняя часть зоны расходимости располагается над холодным фронтом.

При анализе синоптических процессов используется аэрологическая диаграмма, по которой можно получить некоторые данные.

Для прогноза развития синоптических процессов учитывается суточный и годовой ход метеоэлементов (суточный ход температуры, ветра, зимой – отрицательных температур, летом – высоких). Учитывая изменения, обусловленные прохождением атмосферных фронтов, развитием циклонических и антициклонических образований. Одним из этапов является прогноз смещения барических образований:

1. Циклоны перемещаются в направлении изобар его тёплого сектора, оставляя тёплый воздух справа;

2. Центр циклона движется параллельно линии соединяющей центр падения давления с центром роста в сторону падения.

Если при этом отрицательные тенденции располагаются только в передней части циклона, не захватывая его центральную часть, а в тылу наблюдается рост той же интенсивности, то это указывает на быстрое смещение циклона.

Если отрицательные тенденции захватывают центр циклона и теплый сектор, это указывает на его углубление, вероятное обострение фронтов, увеличение мощности облаков и интенсивности осадков.

3. Если же циклоны или антициклоны имеют общую замкнутую изобару, то их центры совершают вращательное движение друг относительно друга у циклонов против часовой стрелки, у антициклонов – по часовой стрелке.

4. Ложбина перемещается вместе с циклоном, с которым она связана, и вращается вокруг циклона против часовой стрелки.

5. Гребни перемещаются вместе с антициклоном и вращаются вокруг антициклона по часовой стрелке.

При использовании карт барической топографии для анализа применяются следующие правила:

1. Приземные центры барических систем перемещаются в направлении воздушного потока течений (ведущего потока), наблюдающихся в данный момент над этими центрами, на высотах 3-6 км, т.е. в направлении изогипс на АТ700 и АТ500.

При этом скорость перемещения центров приземных барических образований будет составлять 0,7 от скорости ветра на АТ700 и 0,5 от скорости ветра на АТ500.

2. Высокие циклоны (AZn) c вертикальной осью остаются малоподвижными и заполняются (разрушаются). Большой наклон оси указывает на быстрое перемещение барического образования.

3. Циклоны углубляются, если над ними на картах АТ700 и АТ500 наблюдается расходимость потоков; заполняются, если имеется сходимость потоков.

4. Антициклоны и гребни усиливаются, если над ними на картах АТ700 и АТ500 наблюдается сходимость потоков, и разрушаются, если есть расходимость потоков.

Для прогноза перемещения фронта применяется карта АТ700, каждая точка на приземной линии фронта перемещается вдоль изогипс, проходящих над этой точкой со скоростью 0,8 для теплых и 0,9 для холодных фронтов от скорости ветра на этой изобарической поверхности.

Таким образом, определяя скорость и направление перемещения барических образований и атмосферных фронтов, составляется прогноз синоптического положения, т.е. будущее расположение атмосферных объектов. Учет эволюции атмосферных фронтов и барических систем является важным элементом при разработке синоптического положение и прогноза погоды, причем прогноз погоды исходит из основного принципа, что с перемещением воздушных масс и фронтов переносятся с определенными изменениями свойственные им условия погоды. Поэтому в первом приближении принимаются те значения метеоэлементов, откуда ожидается перемещение фронта и перенос воздушной массы.

5.2 Карты барической топографии. Их анализ. Карты тропопаузы.

Карты барической топографии (БТ) составляют по данным радио­зондирования в 00, 12, UTC. По этим картам определяют метеорологические условия на различных высотах, а также уточняют анализ погоды у поверхности земли. Карты БТ составляют для поверх­ностей равного давления, которые называются изобарическими.

Изобарические поверхности не параллельны уровню моря. В зависимости от распределения давления на уровне моря и от распре­деления температуры воздуха они или поднимаются несколько вверх (над антициклоном и в области тепла), или опускаются вниз (над циклоном и в области холода) относительно своей средней высоты. Высота изобарической поверхности выражается в геопотенциальных метрах 1 или декаметрах (десятках метров). Изобарических поверхно­стей в атмосфере можно выделить бесконечное множество. На практи­ке обычно выделяют несколько, их называют стандартными, или главными. В зависимости от уровня отсчета высоты изобарической поверхности эти карты подразделяют на карты абсолютной топографии (AT) - высота изобарической поверхности отсчитывается от уровня моря и карты относительной топографии (ОТ) - высота отсчитывается от любой ниже расположенной изобарической поверх­ности или от поверхности земли. На практике составляют только одну ОТ500/1000

1 Геопотенциальный метр отличается от линейного не более чем на 0,3 %.

.

Изобарические поверхности и карты барической топографии

Карты абсолютной топографии составляются для следующих изобарических поверхностей:

850гПа,Нср≈1,5км (слой1…2км)

700 гПа, Нср ≈ 3 км (2…4км)

500 гПа, Нср ≈ 5 км (4…6км)

400 гПа, Нср ≈ 7 км (6…8км)

300 гПа, Нср ≈ 9 км (8…10км)

200гПа,Нср≈ 12 км (10…12км)

100гПа,Нср≈ 16 км (12…14км)

На карты AT наносят следующие данные:

Здесь ННН - высота изобарической поверхности, геопотенциальные декаметры (гп. дкм); t - температура воздуха на высоте данной изобарической поверхности, °С; Δtd- дефицит точки росы, указывается цифрой. Направление δ и ff скорость ветра и наносят так же, как на приземную карту:

Точки с одинаковой высотой данной изобарической поверхности соединяют на картах AT плавными черными линиями, которые назы­ваются изогипсами (изос - равно, гипса – высота).

После проведения изогипс на картах AT выделяются высотные центры барических систем. Высотные циклоны и антициклоны очерче­ны замкнутыми изогипсами. В циклоне высота изобарической поверх­ности к центру уменьшается, а в антициклоне высота изобарической поверхности к центру увеличивается.

С помощью карт AT определяют следующие параметры.

1. Направление и скорость ветра в том районе, где данные о ветре отсутствуют, т. е. направление и скорость градиентного ветра, харак­теристики которого зависят от направления и густоты изогипс.

2. Струйное течение (СТ). Это - ветровой поток со скоростью
100 км/ч (30 м/с) и больше, который простирается на несколько тысяч
километров по горизонтали. Иногда СТ опоясывает весь земной шар.
Ось СТ (максимальная скорость) располагается на 1,5...2 км ниже
тропопаузы.

3. Зоны облачности и обледенения. На изобарических поверхно­стях 850,700 и 500 гПа облачность вероятна при Δtd ≤ 2 °С;

на изобарических поверхностях 400, 300 и 200 гПа облачность вероятна при Δtd ≤ 4°С;

4. Зоны болтанки (_/\_ - умеренная; -сильная). Если на не­большом участке маршрута резко меняется направление или скорость ветра или то и другое вместе, то при полете на этом участке маршрута будет наблюдаться болтанка;

5. Ведущий поток. Это господствующее направление ветра над данным районом в средней тропосфере (в слое 3 – 6 км) Его определяют по картам АТ-700 и АТ-500. По ведущему потоку определяется направление и скорость перемещения основных барических систем, а также скорость перемещения атмосферных фронтов.

6. Вертикальная мощность циклонов и антициклонов.

7. Положение атмосферных фронтов и воздушных масс.

8. Эволюция приземных циклонов и антициклонов

Карты тропопаузы.

Карты тропопаузы составляют по данным радиозондирования в 00 и 12 ч по Гринвичу. Они дают представление о пространственном положении тропопаузы.

На карты наносят следующие данные:

Здесь РРР- давление на самом нижнем уровне тропопаузы; t- температура воздуха на уровне тропопаузы, °С; Δtd - дефицит точки росы, указывается цифрой кода (так же, как на картах AT).

Направление δ и скорость ветра наносят так же, как на приземную карту. По карте тропопаузы при полетах на высоких эшелонах можно определить, где ВС будет пересекать тропопаузу, и ее наклон.

В местах, где наклон тропопаузы равен или больше 1/300 будет наблюдаться сильная болтанка. Пересекать тропопаузу в таких районах не рекомендуется.

Струйные течения - это сильный воздушный поток с горизонтальной осью в верхней тропосфере или нижней стратосфере, характеризующийся большими вертикальными и боковыми сдвигами ветра. Обычно струйное течение распространяется на тысячи километров в длину, сотни в ширину и несколько километров в толщину. Вертикальный сдвиг бывает порядка 5-10 м/с на 1 км, боковой - порядка 5-10 м/с на 100 км. Нижний предел скорости вдоль оси струйного течения выбран произвольно и равен 30 м/с. Сердцевина струйного течения, где скорость ветра мало отличается от скорости на оси, имеет ширину всего 50-100 км, а толщину 1-2 км.

В работах многих ученых выводы об особенностях распределения струйного течения делаются на основе анализа карт повторяемости сильных ветров (100 км/час) на изобарической поверхности 300 мб (9-10 км). По мнению этих исследователей такие карты отображают не только повторяемость сильных ветров на поверхности 300 мб (на высоте 9-10 км), но в большей степени и повторяемость струйного течения, т. к. скорости ветра 100 км/час, как правило, характерны только для струйного течения. В то же время забывалось, что главным признаком струйного течения является специфический характер поля ветра, определяемый наличием на некоторой высоте максимума скорости ветра, во все стороны от которого в плоскости вертикального разреза скорость ветра убывает. В связи с этим на вертикальном разрезе струйное течение представляется в виде замкнутых концентрических изотах ().

Очевидно, что сама физическая природа явления исключает необходимость введения ограничений величины максимума скорости ветра на оси струйного течения, так же как физически было бы неоправданно, например, применение каких-либо критериев для значений в центрах циклонов или антициклонов.

Наиболее простая картина распределения струйных течений в тропосфере представлена на. В тропических широтах до высоты примерно 18 км наблюдаются слабые и непостоянные восточные пассаты.

Между поясами низкоширотных и высокоширотных восточных ветров существует система устойчивых западных ветров, которую называют западным переносом. Западные ветры дуют в слое от поверхности земли и до уровня 20 км. В отдельных районах скорость этих ветров резко возрастает, тогда образуется два или три быстро движущихся потока внутри ветровой системы. Эти потоки и есть струйные течения. Самолеты, что летят с запада на восток, имеют преимущество перед теми, что летят с востока на запад, поскольку они могут воспользоваться этими струйными течениями.

Струйные течения связаны с высотными фронтальными зонами (ВФЗ). Скорость воздушного потока на оси струи тем больше, чем больше градиент температуры в свободной атмосфере. В тропосфере струйные течения особенно часто обнаруживаются в субтропических широтах, ось которых летом располагается в широтной зоне 35-45°, зимой в широтной зоне 25-35°. Это наиболее устойчивые и интенсивные струйные течения, чаще всего наблюдающиеся над западной частью Атлантического океана, районами Красного моря и Индии, над Тихим океаном юго-восточнее Японии.

Кроме того, различают арктические и полярнофронтовые струйные течения, наблюдающиеся в средних и высоких широтах, экваториальные, а также стратосферные. Арктические и полярнофронтовые струйные течения (на высотах 6-8 км) связаны с главными атмосферными фронтами - полярным и арктическим. Наибольшая повторяемость и интенсивность этих струйных течений отмечается над восточными берегами Азии и Северной Америки. Над территорией России они чаще всего наблюдаются над Дальним Востоком, югом Западной Сибири, Уралом, а зимой - и над Средней Азией.

Вблизи оси струйного течения наблюдаются большие вертикальные градиенты скорости ветра, достигающие 20-25 м/с на 1 км высоты и 16 м/с на 100 км по горизонтали. В связи с этим сильная турбулентность , которая наблюдается в верхней тропосфере при ясном небе, в большинстве случаев связана со струйными течениями. Со струйными течениями связано образование облачности.

Статистические данные, основанные на донесениях экипажей самолетов, показывают, что турбулентность в струйных течениях, вызывающих болтанку самолетов, наиболее часто встречается на холодной (циклонической) стороне струи и несколько реже на теплой (антициклональной). Это объясняется тем, что на циклонической стороне струи вертикальный и горизонтальный градиенты скорости ветра примерно в 1.5 раза больше, чем на антициклональной.

Струйное течение в атмосфере

(СТ) - сильный узкий поток с почти горизонтальной осью в верхней тропосфере или в стратосфере, характеризующийся большими вертикальными и горизонтальными сдвигами ветра и одним или более максимумами скорости. Обычно длина СТ составляет тысячи км, ширина - сотни км, толщина - несколько км. Вертикальный сдвиг ветра около 5-10 м/с на 1 км, а горизонтальный Струйное течение в атмосфере5 м/с на 100 км. Нижний предел скорости в СТ условно считается равным 100 км/ч и выбран с учётом того, что ветер, скорость которого превышает 100 км/ч, оказывает заметное влияние на путевую скорость летательных аппаратов, выполняющих полёт в зоне СТ. Центральная часть СТ, где скорости ветра наибольшие, называют сердцевиной, линия максимального ветра внутри сердцевины - осью СТ. Слева от оси, если смотреть по потоку, расположена циклоническая сторона СТ, справа - антициклоническая. Горизонтальные сдвиги на циклонической стороне СТ гораздо больше, чем на антициклонической, вертикальный сдвиг ветра обычно больше над осью СТ, чем под ней. Чем сильнее СТ, тем больше вертикальный сдвиг ветра в нём. Различают тропосферные и стратосферные СТ.
Тропосферные С. т. формируются в переходной зоне между высокими холодными циклонами и высокими тёплыми антициклонами в верхней тропосфере, образующими высотные фронтальные зоны. Высотные фронтальные зоны (ВФЗ) могут объединяться, образуя планетарную (сравнимую по размерам с размерами Земли) фронтальную зону. Оси тропосферных С. т. располагаются вблизи тропопаузы и в северном полушарии находятся на высоте 6-8 км над Арктикой, 8-12 км - в умеренных широтах, 12-16 км - в субтропиках. С. т. высоких и средних широт связаны с ВФЗ и атмосферными фронтами; они меняют своё положение вместе с ними. Субтропическое западное С. т. сравнительно устойчиво и сильно. Наиболее мощное на Земле субтропическое С. т. наблюдается в зимнее время над западной частью Тихого океана, где создаются большие контрасты температуры в тропосфере между тёплым воздухом над поверхностью океана и холодным воздухом над восточной Азией.
На картах представлены средние скорости ветра на изобарической поверхности 300 гПа (соответствует высоте около 9 км) в северном полушарии зимой и летом. Видно, что зимой во внетропических широтах С. т. образуются над севером Атлантического океана и Европы. Субтропические С. т. почти окаймляют земной шар на широте 25-30(р). Они более мощные, чем внетропические С. т. Средние скорости в центре С. т. превышают 150 км/ч, а над Японскими островами - 200 км/ч. Летом в связи с прогревом воздуха во внетропических широтах и уменьшением горизонтального градиента температуры между низкими и высокими широтами С. т. ослабевают. Они чаще образуются над севером Европы. В соответствии с сезонными радиационными условиями субтропические С. т., ослабевая, перемещаются к северу. Над Азией и Северной Америкой они находятся летом на широте 40-45(°). С. т. изображаются и с помощью вертикальных разрезов атмосферы.
Стратосферные С. т. расположены выше тропопаузы. Зимние западные С. т. возникают в зоне больших меридиональных градиентов температуры и давления зимнего стратосферного циклона, расположенных между приполюсной областью и более низкими широтами. Ось этого С. т. находится на высоте 50-60 км на широте около 50(°), скорость ветра меняется от 180 до 360 км/ч. Положение и высота западного стратосферного С. т. может меняться при зимних стратосферных потеплениях, во время которых холодный циклон меняет своё местоположение и интенсивность и замещается теплым антициклоном. В соответствии с радиационными условиями летнее стратосферное С. т. устойчивого восточного направления возникает на обращённой к экватору периферии летнего стратосферного тёплого антициклона. Ось С. т. расположена на высоте 50-60 км, на широте около 45(°); средняя скорость ветра на оси до 180 км/ч. Экваториальное С. т. восточного направления находится летом вблизи экватора (от 0 до 15-20(°) широты) с осью на высоте 20-30 км и максимальными скоростями ветра до 180 км/ч.
При метеорологическом обеспечении полётов летательных аппаратов прогнозируется положение тропосферных С. т., высоты осей С. т. и максимальная скорость ветра. Эти данные включаются в авиационные прогностические карты барической топографии, вручаемые экипажам воздушных судов.

• - сильный ветер в тропосфере высоких широт на уровне 5-7 км, связанный с арктическим атмосферным фронтом, который разделяет арктическую и полярную воздушные массы...

  Словарь ветров

• - юго-западный воздушный поток, отличительная черта азиатского летнего муссона. Высота уровня наибольшей скорости ветра в В.-а. с. т. всего около 600 м, причем в нижнем 100-метровом слое наблюдается значительный...

  Словарь ветров

• - воздушный поток в страто-сфере субантарктической области южного полушария. Характеризуется асимметрией его нижней границы относительно Южного полюса, охватывает полярную область почти замкнутым поясом...

  Словарь ветров

• - простирающееся от Атлантического океана до Красного моря....

  Словарь ветров

• - восточное ВСТ, в стратосфере, возникающее над большими частями планеты на обращенной к экватору периферии летнего стратосферного антициклона...

  Словарь ветров

• - западное высотное струйное течение в тропосфере субтропиков. Одно из наиболее устойчивых и сильных течений, возникающих на полярной периферии субтропической зоны высокого давления...

  Словарь ветров

• - сильное ВСТ над Азией и Африкой, располагающееся примерно на 10° с. ш. См. Высотное струйное течение, Субтропическое ВСТ. Ср. Восточноафриканское струйное течение...

  Словарь ветров

• - высотное струйное течение, характеризующееся тем, что его ось расположена под тропопаузой...

  Словарь ветров

• - неустойчивое восточное высотное струйное течение в стратосфере вблизи экватора с осью на высотах 20-30 км и скоростями до 50 м/с....

  Словарь ветров

• - в аэро- и гидродинамике - движение жидкости или газа, поле которого ограничено частично твёрдыми, частично жидкими границами...

  Энциклопедия техники

• - сильное течение воздуха, проходящее через атмосферу на большой высоте. Основные струйные течения проходят в средних и субтропических широтах...

  Научно-технический энциклопедический словарь

• - в атмосфере, узкое возд. течение в верх. тропосфере и ниж. стратосфере со скоростями до 50-100 м/с. Длина С. т. порядка тысяч км, ширина сотни км, толщина неск. км....

  Естествознание. Энциклопедический словарь

• - В., производящееся непрерывной или прерывистой струей при помощи нагнетающей аппаратуры или самотеком...

  Большой медицинский словарь

• - одно из самых сильных и устойчивых течений в океанах. Средняя скорость И. Т. около 50 мор. миль, а наибольшая доходит до 100-110 мор. миль...

  Морской словарь

• - воздушное течение в верхней тропосфере и в нижней стратосфере с почти горизонтальной осью, характеризующееся большими скоростями, относительно малыми поперечными размерами и большими вертикальными и...

  Большая Советская энциклопедия

• - в атмосфере - узкое воздушное течение в верхней тропосфере и нижней стратосфере со скоростями до 50-100 м/с. Длина струйного течения порядка тысячи км, ширина сотни км, толщина несколько...

  Большой энциклопедический словарь

"Струйное течение в атмосфере" в книгах

В АТМОСФЕРЕ ЛАДАНА

Из книги Диверсанты Третьего рейха автора Мадер Юлиус

В АТМОСФЕРЕ ЛАДАНА Прибыльная торговля мемуарами была для Скорцени отнюдь не главным делом в Западной Германии. Руководитель бывшей гитлеровской службы безопасности прибыл сюда для того, чтобы проинспектировать свои подпольные ячейки и создать условия для бегства

В атмосфере любви

Из книги Атом солнца автора Звездова Вера

В атмосфере любви Когда сердитая «театралка» напрямую связывала исключительный успех Сережи Безрукова с благополучием его домашнего очага, в самом главном она была права: его всегда любили.Наталия Михайловна Безрукова:- Я твердо знала, что детей бить нельзя. Ругать

Битвы в атмосфере

Из книги 1001 забытое чудо. Книга проклятых автора Форт Чарльз

Битвы в атмосфере Запасы пищи из грузов суперкораблей, потерпевших аварию на межпланетных маршрутах.6 марта 1888 года в районе Средиземного моря выпал красный дождь. Двенадцать дней спустя он выпал снова. Каково бы ни было выпавшее вещество, при сжигании оно издавало

Туннели в атмосфере

Из книги Таинственные явления природы автора Понс Педро Палао

Туннели в атмосфере Этот термин был сформулирован исследователем Эдуардом Снедкером, основным сторонником гипотезы существования парных геомагнетических точек. Эти точки - границы линий силы земного магнитного поля. Снедкер предположил возможность существования

Об атмосфере кладбища

Из книги Масса и власть автора Канетти Элиас

Об атмосфере кладбища Кладбища обладают притягательной силой, их посещают, даже если там не лежит никто из близких. В чужих городах они - место паломничества, где бродят не торопясь и с чувством, будто для этого они и существуют. Даже в чужих местах привлекает не всегда Из книги Большая Советская Энциклопедия (ИО) автора БСЭ

Озон в атмосфере

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ОЗ) автора БСЭ

38. Течение вторичного и третичного периодов сифилиса. Злокачественное течение сифилиса

Из книги Дерматовенерология автора Ситкалиева Е В

38. Течение вторичного и третичного периодов сифилиса. Злокачественное течение сифилиса Вторичный период. Данный период начинается с момента возникновения первых генерализованных высыпаний (в среднем через 2,5 месяца после заражения) и продолжается в большинстве

Течение года и течение жизни в отражении солнца

Из книги Через испытания – к новой жизни. Причины наших заболеваний автора Дальке Рудигер

Течение года и течение жизни в отражении солнца В понимании архаических и настроенных на общение с потусторонним людей течение года отражает течение жизни, поскольку в части всегда заключено целое. В этой связи в эзотерике принято говорить о принципе «часть как целое».

Гравирование металлическими и абразивными инструментами, абразивно-струйное гравирование

Из книги Варка. Способы обработки. Материалы и инструменты. Декоративное покрытие. Гравёрные работы автора Мельников Илья

Гравирование металлическими и абразивными инструментами, абразивно-струйное гравирование Металлическими и абразивными инструментами гравируют рисунки, пейзажи, портреты. При гравировании применяются гравировальные круги малых размеров. К разновидностям данного

Циркуляция атмосферы - система замкнутых течений воздушных масс, проявляющихся в масштабах полушарий или всего земного шара. Подобные течения приводят к переносу вещества и энергии в атмосферекак в широтном, так и в меридиональном направлениях, из-за чего являются важнейшим климатообразующим процессом, влияя на погоду в любом месте планеты.

Основная причина циркуляции атмосферы - солнечная энергия и неравномерность её распределения на поверхности планеты, в результате чего различные участки почвы, воздуха и воды имеют различную температуру и, соответственно, различное атмосферное давление (барический градиент). Кроме Солнца на движение воздуха влияет вращение Земли вокруг своей оси и неоднородность её поверхности, что вызывает трение воздуха о почву и его увлечение.

Воздушные течения по своим масштабам изменяются от десятков и сотен метров (такие движения создают локальные ветра) до сотен и тысяч километров, приводя к формированию в тропосфере циклонов,антициклонов, муссонов и пассатов. В стратосфере происходят преимущественно зональные переносы (что обуславливает существование широтной зональности). Глобальными элементами атмосферной циркуляции являются так называемые циркуляционные ячейки - ячейка Хадли, ячейка Феррела, полярная ячейка.

струйное течение - сильный ветер в виде узкого воздушного потока в верхнейтропосфере или нижней стратосфере, на тропопаузе, для которого характерны большие скорости (обычно на оси более 30 м/с) и градиенты более 5 м/с на 1 км по высоте и более 10 м/с на 100 км по горизонтали.

Высотное струйное течение связано с высотными фронтальными зонами. Имеет эллиптическое по форме вертикальное поперечное сечение. Размеры ВСТ по горизонтали - сотни километров в ширину и тысячи километров в длину, по вертикали - 2-4 км. Скорости ветра в ВСТ изменяются вдоль струи, причем очаги максимальных скоростей на оси ВСТ перемещаются по ветру. Струи перемещаются в виде извивающихся «воздушных рек» и в основном направлены к востоку, но могут иметь меридиональное и ультраполярное направление.

Высотные струйные течения являются звеньями общей зональной циркуляции атмосферы.

Пасса́т (от исп. viento de pasada - ветер, благоприятствующий переезду, передвижению) -ветер, дующий между тропиками круглый год, в Северном полушарии с северо-восточного, в Южном - с юго-восточного направления, отделяясь друг от друга безветренной полосой. На океанах пассаты дуют с наибольшей правильностью; на материках и на прилегающих к последним морях направление их отчасти видоизменяется под влиянием местных условий. ВИндийском океане, вследствие конфигурации берегового материка, пассаты совершенно меняют свой характер и превращаются в муссоны.

Благодаря своему постоянству и силе в эпоху парусного флота пассаты наряду с западными ветрами были основным фактором для построения маршрутов движения судов в сообщении между Европой и Новым Светом.

Муссо́н (от араб. موسم(«mixon») - время года , посредством фр. mousson ) - устойчивые ветра, периодически меняющие свое направление; летом дуют с океана, зимой - с суши; свойственны тропическим областям и некоторым приморским странам умеренного пояса (Дальний Восток). Муссонный климат характеризуется повышенной влажностью в летний период.

Летом муссоны дуют с океана на материки, зимой - с материков на океаны; свойственны тропическим областям и некоторым приморским странам умеренного пояса (например, Дальний Восток) . Наибольшей устойчивостью и скоростью ветра муссоны обладают в некоторых районах тропиков (особенно в экваториальной Африке, странах Южной и Юго-Восточной Азии и в Южном полушарии вплоть до северных частей Мадагаскара и Австралии). В более слабой форме и на ограниченных территориях муссоны обнаруживаются и в субтропических широтах (в частности, на юге Средиземного моря и в Северной Африке, в области Мексиканского залива, на востоке Азии, в Южной Америке, на юге Африки и Австралии).