Чем пахнет дождь? Ясные ответы на туманные вопросы о климате и погоде - Саймон Кинг

Представьте себе классическую модель из трех атмосферных ячеек, в которых воздух циркулирует в горизонтальном и вертикальном направлении; восходящий и опускающийся воздух распространяет поверхностные ветры на север и юг. Когда ячейки расположены близко друг к другу и к экватору, ветры встречаются друг с другом и воздух поднимается вверх. Именно здесь происходит конвергенция воздуха из двух типов ветров и формируется полоса штилей. Этот район известен как полоса бурь, сильной жары и влажности, так как воздух характеризуется значительной конвективностью. Зона не стоит на одном месте: когда в Северном полушарии лето, она продвигается к северу от экватора: в это время солнечное излучение здесь самое сильное. Когда лето в Южном полушарии, зона смещается к югу от экватора. Во время весеннего и осеннего равноденствия, пока Солнце светит прямо над экватором, внутритропическая зона конвергенции тоже находится прямо над экватором. Когда же она дрейфует от экватора, в игру вступает сила Кориолиса, вращение Земли начинает все более значительно влиять на циркуляцию воздуха. Значительный импульс приобретают локализованные бури. Здесь развиваются глубокие системы низкого давления: действие внутритропической зоны конвергенции сочетается с волновыми возмущениями с востока, вызванными очень теплыми морями. Это территория тропических циклонов.

Внутритропическая зона конвергенции, проходящая через Индийский субконтинент, называется муссонной ложбиной и вызывает сильные сезонные дожди, которые летом Северного полушария распространяются на север к Пакистану, Бангладеш и Мьянме. Когда же лето наступает в Южном полушарии и Внутритропическая зона конвергенции смещается к югу от экватора, сезонные дожди усиливаются на севере Австралии и в Полинезии. Хоть в полосе штилей близ экватора и царит видимое спокойствие, тропические дожди и бури совсем рядом.

Одинаковый ли климат Северном и Южном полушариях?

Погода на нашей планете и климат в частности управляются довольно простыми механизмами. Один из них – превращение поверхностью земного шара энергии света в энергию тепла и последующее распределение этой энергии тепла по планете. Солнечный свет оказывает на сушу значительно более краткосрочное влияние, чем на морские воды. Суша более плотная, и световые волны могут проникать внутрь лишь на несколько сантиметров, прежде чем отразиться обратно в нижние слои атмосферы в виде инфракрасного излучения или тепла. Когда энергия солнечного света теряется (за ночь или за зиму), земля быстро остывает, и температуры воздуха могут резко пойти вниз. Океаны и моря поглощают солнечный свет медленно, причем он достигает таких глубин, на которые никогда не смог бы проникнуть на суше. Это значит, что летом температура морской воды всегда будет ниже, чем температура близлежащей суши. Но медленное высвобождение этого тепла означает, что открытые воды будут более теплыми зимой. Яркая противоположность этому – смена дня и ночи в пустыне. Например, в «жаркой» Сахаре дневной зной может быть просто невыносимым, но звездной ясной ночью, когда между землей и небом нет ничего, что могло бы удержать тепло (к примеру, облака служат хорошими теплоизоляторами), становится достаточно холодно. Таким образом, суточный перепад температур оказывается очень существенным: ночью холодно, днем жарко. Соотношение суши и моря имеет большое значение для масштабных погодных моделей. Рассмотрим это соотношение для обоих полушарий:

• Суша: в Северном полушарии больше суши, чем в Южном. Поэтому, поскольку суша летом служит своеобразным нагревательным элементом, Северное полушарие разогревается сильнее. Однако в зимние месяцы континентальные воздушные массы могут быть невероятно холодными.

• Океаны: в Северном полушарии меньше открытых вод, чем в Южном. Это приводит к значительным различиям в распределении воздушных и океанических течений на севере и на юге. Как уже говорилось, волны Россби – один из главных факторов установления мобильной и переменчивой погоды в средних широтах Северного полушария. Эти волны образуются благодаря значительному контрасту температур между Северным полюсом и тропиками, формирующему мощную полосу высотных ветров, которые определяют погоду у поверхности Земли. Теплые океанические течения – Гольфстрим в Северной Атлантике и Куросио в северной части Тихого океана – оживляют их. Они не только выравнивают температуры воздуха, но и, доходя далеко на север, при взаимодействии с атмосферой способствуют перераспределению тепла и влажности по всему Северному полушарию от полюса до экватора.

В Южном полушарии ситуация совершенно иная: самое мощное океаническое течение здесь – Антарктическое циркумполярное. Это огромная масса воды, текущая по высоким широтам Южного полушария. Она действует как гигантская подводная стена, препятствующая попаданию теплого воздуха на юг. Интересно, что соответствующее южное струйное течение значительно сильнее благодаря чрезвычайному температурному контрасту между тропиками и Антарктидой – самым холодным местом на Земле. Кроме того, поскольку суши, которая могла бы сформировать дополнительные максимумы и минимумы воздушного потока, мало, струйное течение оказывается более зональным, а ветер, соответственно, более сильным.

Где в мире?

Самое влажное место: Индия (Северное полушарие)

Самое засушливое место: пустыня Атакама (Южное полушарие)

Самое холодное место: станция «Восток», Антарктида (Южное полушарие)

Самое жаркое место: Долина Смерти (Северное полушарие)

Самое солнечное место: Юма, штат Аризона (Северное полушарие)

Самое ветреное место: Веллингтон, Новая Зеландия (Южное полушарие)

А что по широтам?

70 градусов северной широты: умеренные хвойные леса в Скандинавии, России, Гренландии и Канаде

45 градусов северной широты: средиземноморский климат – теплые моря, мягкие зимы, жаркое лето

30 градусов северной широты: преимущественно сухо и жарко, в этих широтах расположены крупнейшие пустыни

Экватор: тропическая область мира: жаркая, влажная, поросшая роскошными дождевыми лесами

30 градусов южной широты: преимущественно сухо – сюда относятся южная часть Африки и пустыни Австралии

45 градусов южной широты: ледники и хвойные леса

70 градусов южной широты: необитаемые берега Антарктиды, родной дом пингвинов и айсбергов

Циклоны, ураганы и торнадо

Возможно, вы видели спутниковые изображения крупных бурь с очень отчетливыми центрами – так называемыми глазами бури. Проносясь над землей, они оставляют за собой множество разрушений. На изображении, которое вы видели, мог быть ураган, циклон или тайфун – все они на самом деле выглядят одинаково. Более того, по сути все это одно и то же: погодные системы, которые могут порождать ливневые дожди и ветер с устойчивой скоростью в сердцевине бури как минимум 33 м/с. В метеорологии мы называем такие системы тропическими циклонами; как следует из их названия, они образуются в тропиках и формируются совершенно одинаково: тропическая депрессия (зона пониженного давления) усиливается до тропической бури, а затем может потенциально стать тропическим циклоном. Все они ведут себя примерно одинаково – так в чем же разница? Оказывается, дело в географии.

Ураганы – это тропические циклоны, которые образуются в Атлантическом океане или в восточной части Тихого. Они оказывают воздействие прежде всего на Карибский регион, Центральную Америку и США. Официально