Динамика атмосферы и океаны - Гилл А.
Скачать (прямая ссылка):
влекла к себе ячейка циркуляции в Тихом океане, образованная подъемом на западе и опусканием на востоке. Обычно ее называют циркуляцией Уолкера. Впрочем, так же называют и другие подобные ячейки. В работах Кришнамурти [415, 416] применены другие способы представления для выделения зон конвергенций и дивергенций.
Циркуляция в тропиках подвержена сильным изменениям с различными временными масштабами и ее никак нельзя считать стационарной. Ярким примером изменчивости с масштабом времени порядка недели являются тропические ураганы. Очень краткое обсуждение их свойств и характера влияния на океан можно найти в разд. 9.11. Обзор этого вопроса опубликован Греем [272]. Ураганы образуются в поясе широт от 5 до 25° (поскольку на экваторе параметр Кориолиса равняется нулю, ом не попадает в этот пояс), но только в тех участках, где температура поверхности моря высока (больше 26°С). Это позволяет эквивалентным потенциальным температурам у поверхности достичь достаточно высоких значений для образования интенсивной конвекции. Поэтому вероятность образования ураганов наиболее высока в летний период. Положения точек их образования показаны на рис. 11.23. Имеется также множество менее ярких процессов с аналогичными временными масштабами. К,ним относятся, например, «восточные волны» (см., например, [673]), которые обычно распространяются на восток со скоростями около 8 м/с и часто бывают связаны с внутритро-пическими зонами конвергенции. Последние представляют собой узкие участки конвергенции, соответствующие преимущественно зонально ориентированным линиям активной конвекции. По снимкам со спутников (см., например, рис. 1.2) их можно определить как линии мощных облаков в окрестности экватора. Обычно они находятся на широтах максимальной температуры поверхности моря и испытывают одновременно с максимумом температуры сезонную миграцию.
Сезонная изменчивость выражена в некоторых районах тропиков достаточно четко. Примером могут служить муссонные ветры в северной части Индийского океана (рис. 11.24). Об этом писали, в частности, Плиний и другие древнегреческие авторы. Галлей (1686) [284] не только привел описание основных изменений сезонного характера, но и объяснил их как результат сезонных колебаний нагрева. Он утверждал, что изменения в северной части Индийского океана подтверждают его теорию происхождения пассатов как проявлений сил плавучести.
«То, что они не могут иметь иной причины, становится ясным в то время, когда они устанавливаются: именно в апреле, когда солнце начинает прогревать территорию на севере, юго-западный муссон начинается и (ветер) продолжает дуть на протяжении всего жаркого периода вплоть до октбря, когда
Рис. 11.23. Положения точек зарождения тропических циклонов за двадцатилетний период. (Из [272].)
Рис. 11.24. Ветры на иижних уровнях в районе Индийского океана в январе 1979 г. (а) и в июле того же года (б). Данные получены по спутниковым наблюдениям облачности и соответствуют потокам на высоте порядка 1 км над поверхностью моря. (С любезного разрешения X. Вирджи.)
солнце отступает, все на севере начинает охлаждаться, а жара скатывается к югу, наступают северо-восточные ветры, которые продолжаются всю зиму вплоть до нового апреля» (Галлей, 1686, с. 168, [284]).
Наступление муссона происходит обычно очень быстро и выражается не только в резком изменении направления ветра над Индийским океаном на юго-западное [208], но и в производящем сильное впечатление начале дождей в Индии и Юго-восточной Азии. Даты этих событий меняются от точки к точке. Например, у экватора муссонные дожди начинаются в апреле, но в то же время существуют некоторые расположенные к северу места, где наступление сезона дождей происходит не ранее июля. Изменение ветров в Индийском океане обычно происходит в мае. Интересной особенностью юго-западного муссона является сильное западное пограничное струйное течение воздуха на нижних уровнях (рис. 11.25), которое образуется напротив высокого берега Восточной Африки. Это явление напоминает западные пограничные течения в океанах [15], которые будут обсуждаться в гл. 12. Отметим также, что сезонные изменения явно выражены не только в районе Индийского океана, но и в других областях, таких как западная часть Тихого океана или Западная Африка (рис. 11.28 и 11.29).
В тропической области отмечаются не только сезонные изменения, но и большие колебания от года к году. Многие из них происходят взаимосвязанно на больших пространствах земного шара. Следуя Уолкеру, эти когерентные изменения называют «южным колебанием» (или «южной осцилляцией») [819, 820]. (Уолкер использовал этот термин для того, чтобы отличать это явление от двух так называемых «северных» осцилляций, а именно изменений, происходящих когерентно с изменениями интенсивности двух центров низкого давления — исландского и алеутского. Таким образом, он не относится к процессам, происходящим только в южном полушарии.) Было установлено, что временные ряды таких несхожих параметров, как давление на уровне моря, температура воздуха, температура поверхности моря, осадки, уровень моря, полученные в очень далеко удаленных друг от друга точках, оказываются замечательно хорошо скоррелированными. Некоторые из примеров такой корреляции представлены на рис. 11.26. Используя некоторый набор подобных временных рядов (в который обычно включаются значения давления в г. Дарвин (Австралия) или в г. Джакарта), можно построить индекс южной осцилляции и карты корреляций индекса с некоторыми показателями. Два примера подобных карт, а именно для поверхностного давления и осадков, приведены на рис. 11.27. Они, без сомнения, демонстрируют глобальный характер этого явления. Таким образом, если давление в Индонезии меньше нормы, то район пониженного давления
