Ветер и его использование - Кармишин Александр Васильевич
Примерно на широте 30 градусов*)по обе стороны от экватора наблюдаются полосы затишья; в этих районах притекающие от экватора воздушные массы (антипассаты) опускаются и создают областц повышенного давления. Именно здесь и зарождаются пассаты.
Отсюда же внизу дуют ветры по направлению к полюсам. Ветры эти — преобладающие западные; по сравнению с пассатами они значительно более изменчивы.
Старые моряки называют области между 30 и 60 градусами областями «западных штормов».
Полосы затишья около 30 градусов широты называют иногда конскими широтами. Здесь преобладает ясная погода при высоком атмосферном давлении, но странное название сохранилось ещё с тех времён, когда мореплаватели ходили на парусных кораблях, и относилось только к району около Бермудских островов. Многие корабли перевозили лошадей из Европы на острова Вест-Индии. Попадая в полосу затишья, парусники теряли возможность двигаться. Нередко при этом моряки оказывались в тяжёлых условиях. Истощались запасы воды, от жажды в первую очередь погибали лошади. Выброшенные за борт трупы лошадей долго носились волнами.
Ветры, дующие от полюсов, часто называют полярными восточными ветрами (см. рис. 5).
Описанная нами картина главных воздушных течений над Землёй ещё более усложняется постоянными ветрами, возникающими благодаря неравномерному нагреванию воды и суши.
Мы уже говорили о том, что суша нагревается и охлаждается быстрее, чем вода. Благодаря этому за день суша успевает нагреться значительно сильнее, чем вода: ночью же, наоборот, вода охлаждается медленнее, чем суша.
Поэтому днём над сушей воздух нагревается сильнее; нагретый воздух подымается вверх и увеличивает там атмосферное давление. Потоки воздуха (примерно на высоте 1 км) устремляются к воде, и над водной поверхностью. Географическая широта — одна из величин, определяющих положение места на земной поверхности, а именно, расстояние этого места от экватора к северу и к югу. Выражается в градусах.
устанавливается повышенное атмосферное давление. В результате этого внизу с воды начинает дуть свежий ветер — бриз (рис. 6).
Но вот наступает ночь. Суша быстро охлаждается; охлаждается и прилегающий к ней воздух. Холодный воздух, уплотняясь, опускается. Его давление в верхних слоях уменьшается. В то же время вода остаётся долгое
время тёплой и нагревает находящийся над ней воздух. Подсчитано, что охлаждение 1 кубического метра морской воды на один градус даёт такое количество тепла, которого достаточно для нагревания на один градус более 3 тысяч кубических метров воздуха! Нагреваясь, воздух поднимается кверху и создаёт там повышенное атмосферное давление. В результате вверху начинает дуть ветер на берег, а внизу дует материковый бриз — с суши к воде (рис. 7).
Такие береговые ветры известны всем, кто живет на берегу больших озёр или морей. Хорошо известны, например, бризы на Чёрном, Азовском и Каспийском морях; так, в Сухуми бризы бывают круглый год. Бризы дуют и на больших озёрах, на таких, как Севан, Иссык-Куль, Онежское и другие. Наблюдают бризы и на берегах больших рек, например, на Волге у Саратова, на её высоком правом берегу.
Бризы не распространяются далеко. Это — чисто местные ветры. Неравномерное нагревание воды и суши в береговых районах морей и океанов создаёт ветры, аналогичные бризам. Это — так называемые муссоны.
Муссоны — сезонные ветры, они дуют полгода в одном направлении, полгода в другом. Они дуют благодаря различному нагреванию и охлаждению морей и материков в зимнее и летнее время. Летом воздух над материком нагревается намного сильнее, чем над морем. Наоборот, зимой воздух над морем (океаном) оказывается более тёплым, чем воздух над материком. Объясняется это тем, что летом материки нагреваются сильнее, а зимой охлаждаются сильнее, чем вода, в то время как море, более холодное летом, зимой становится теплее суши.
Большая теплоёмкость воды позволяет океану хранить в себе с лета огромные запасы тепла.
Таким образом, летом материки как бы нагревают атмосферу, а моря и океаны — охлаждают её. Зимой положение меняется: «атмосферными печками» становятся моря, а «холодильниками» — материки.
По этой причине и дуют муссоны; зимой—с суши на море, а летом с моря на материк.
Муссоны наблюдаются во всех климатических поясах, даже на берегах Северного Ледовитого океана.
На направление муссонов также влияет вращение Земли.
Наиболее ярко выражены муссоны в Индии.
Наконец, для общей характеристики воздушных течений необходимо сказать и об атмосферных вихрях — циклонах.
Воздушные течения, о которых мы говорили выше, связаны с перемещением в атмосфере громадных объёмов воздуха — воздушных масс. Воздушной массой принято называть такие объёмы воздуха, которые сохраняют некоторое время свои определённые свойства. Так, например, воздушная масса, идущая из Арктики, несёт с собой низкую температуру и сухой прозрачный воздух.
Поверхность раздела двух различных воздушных масс называют фронтом. По обе стороны фронта часто резко различны температура воздуха, скорость ветра и т. д. Поэтому, когда над каким-либо местом проходит фронт, то в этом районе обычно резко меняется погода.
Когда две соседние воздушные массы, имеющие разную температуру (а значит, и разную плотность воздуха), движутся с различной скоростью, или когда они перемещаются друг относительно друга вдоль фронта (рис. 8 вверху) на пограничной поверхности воздушных масс, благодаря взаимодействию тёплых и холодных масс воздуха, возникает волновое возмущение — на фронте образуется как бы воздушная волна. При этом холодный воздух подтекает под тёплый, а тёплый воздух в свою очередь начинает оттеснять холодный воздух. Начинается завихрение воздушных потоков. Волновое возмущение на фронте растёт, поверхность раздела двух воздушных масс изгибается всё более круто: так постепенно возникает всё более сильное вихревое движение воздуха — циклон (см. рис. 8).
Имеется три главных фронта, где возникают циклоны: арктический, полярный и тропический. Арктический фронт является линией раздела арктического и полярного воздуха (северные широты). Полярный фронт разделяет полярный и тропический воздух (умеренные широты). Тропический фронт является
линией раздела тропического и экваториального воздуха (южные широты).
Атмосферное давление в циклоне понижается к его центру. В центре циклона давление воздуха самое низкое. Если на карте местности, где развивается циклон, все точки с одинаковыми давлениями соединить линиями — например, одна линия соединит все точки с давлением 990 миллибар, другая — с давлением 995 миллибар и т. д.,— то окажется, что все такие линии в области циклона будут замкнутыми кривыми линиями (рис. 9). Такие линии называются изобарами. Изобара, находящаяся вцент-
ре этой области, будет соединять точки с самым низким давлением.
Благодаря такому распределению давлений в циклоне ветры дуют в нём от краёв к центру, так, что образуется круг ветров, дующих против часовой стрелки.
Циклон перемещается в атмосфере; он приносит с собой резкое изменение ветра по направлению и по скорости. Средняя скорость движения циклонов 25—40 километров в час.
Помимо циклонов, т. е., иными словами, областей с пониженным давлением, в атмосфере возникают также области с повышенным давлением — антициклоны. Здесь давление воздуха повышается к центру.
Циклоны и антициклоны нередко захватывают очень большие пространства, простирающиеся на тысячи километров. Поэтому эти атмосферные возмущения оказывают заметное влияние на общую циркуляцию воздуха в атмосфере, в ещё большей степени осложняют её. Возникновение и смена различных ветров в умеренных широтах связаны главным образом с перемещением циклонов и антициклонов.
Очень сильные, ураганные ветры возникают в циклонических возмущениях, зарождающихся на тропическом фронте, над южными морями. Эти циклоны носят название тропических.
2. ЧТО ДЕЛАЕТ ВЕТЕР В ПРИРОДЕ
