You are hereучебник по климатологии

учебник по климатологии


Атмосферные осадки

Крупномасштабная атмосферная циркуляция сильно влияет на атмосферные осадки, которая, наряду с температурой, является наиболее важным элементом регионального климата. Охлаждение теплого и влажного поверхностного воздуха во время его подъема в районе Внутритропической Зоны Конвергенции (ВЗК), приводит к конденсации влаги и сильным осадкам. Например, западная часть тропического района Тихого океана получает более 3 метров жидких осадков в год. Нисходящие же движения в субтропиках, наоборот, связаны с наличием очень сухово воздуха и очень небольшой интенсивностью осадков. В результате, самые большие пустыни на Земле находятся именно в субтропическом поясе.

Рис. 1.7: Амосферные осадки в см для a) декабря, января и февраля; и b) июня, июля и августа. Источник данных: Xie, P., and P. A. Arkin, 1997 and updates

Общая циркуляция атмосферы, основные системы ветров

Более высокие температуры у эватора, делают воздух там менее плотным. Поэтому он поднимается в тропосферу и уже там транспортируется по направлению к полюсам. Это движение компенсируется у поверхности перемещением воздуха у поверхности в экваториальном направлении. На неподвижной Земле, большая конвекционная ячейка достигла бы полюсов, приводя к прямому обмену между наиболее теплыми и холодными областями Земли. Однако, из за вращения Земли, такая структура атмосферы была бы нестабильна. В результате две ячейки вызываемые поднятием воздуха у Экватора, называемые ячейками Хэдли, закрываются опусканием воздуха на широтах примерно 30o (Рис. 1.4). Северная граница этих ячеек отмечается наличием сильных западных ветров в верхней тропосфере, называемых тропосферными потоками (tropospheric jets). На поверхности, вращение Земли вызывает отклонение потока идущего от средних широт к Экватору вправо в северном полушарии и влево в южном полушарии. Это приводит к возникновению восточных ветров, пассатов, характерных для тропических широт (Рис. 1.5).

 

Ячейка Хадли и ячейка Феррела

Рис. 1.4: Схематичное представление среднегодовой генеральной циркуляции атмосфер. H(L) означают системы высокого (низкого) давления. Этот рисунок опубликован в Atmospheric science: an introductory survey, Wallace and Hobbs, International Geophysics Series 92, Copyright Elsevier (Academic Press) 2006.

Состав и температура атмосферы Земли

Сухой воздух состоит и азота (78.08 объема), кислорода (20.95% объема), аргона (0.93%) и очень небольшого количества оксида углерода (380 ppm (ppm = частей на миллион) или 0.038% объема). Остальной объем заполнен такими газами как неон (18 ppm), гелий (5 ppm), метан (1.75 ppm) и криптон (1 ppm). В добавок в воздухе содержится водяной пар, объем которого постоянно изменяется. Он составляет от 0% в самых холодных частях атмосферы до 5% в наиболее теплых районах. В среднем на водяной пар приходится порядка 0.25% массы атмосферы.

Определение климата

Климат традиционно определяется как описание атмосферных переменных, таких как температура, атмосферные осадки и ветер в статистических терминах среднего и изменчивости. Таким образом климат можно рассматривать как обобщение погоды. Это подразумевает, что описание климата определенного региона должно включать в себя анализ средних условий, сезонного цикла, вероятности экстремальных событий, таких как суровые заморозки, ураганы и т.д.. Согласно определению Международной Метеорологической Организации (ММО), 30 лет это классический период, статистика за который используется для определения климата. Этот период хорошо подходит для изучения последних десятилетий, поскольку для того чтобы провести анализ за 30 лет нужно не такое уж большое количество данных, но при этом велика вероятность того, что практичеки все типы погоды характерные для данного региона будут представлены.