Ветер. общая циркуляция атмосферы

Пассаты

Пассаты — это устойчивые в общем восточные ветры умеренной скорости (в среднем 5-8 м/сек у земной поверхности), дующие в каждом полушарии на обращенной к экватору стороне субтропической зоны высокого давления. Однако субтропические зоны даже на средних картах (а тем более на картах ежедневных) распадаются на отдельные антициклоны. Таким образом, пассаты — это ветры в обращенных к экватору частях субтропических антициклонов.

Рис. 95. Схема переноса воздуха в зоне пассатов. Кривые — изобары субтропических антициклонов, сплошные стрелки — ветры у земной поверхности, двойные стрелки — ветры над уровнем трения.

Субтропические антициклоны вытянуты по широте. Поэтому на их обращенной к экватору периферии изобары проходят параллельно широтным кругам, и, следовательно, пассаты над уровнем трения должны иметь восточное направление. Однако на востоке каждого антициклона к восточной составляющей ветра присоединяется еще направленная к экватору составляющая, а на западе — составляющая, направленная от экватора.
В общем же меридиональные составляющие в пассатном переносе малы по сравнению с восточной составляющей.

Распределение давления меняется в тропиках день ото дня мало. Поэтому пассаты обладают большой устойчивостью направления. Но все же, поскольку субтропические антициклоны день ото дня перемещаются, направления пассатных ветров также в общем подвержены некоторым изменениям.

Постоянные и сезонные ветры

Распределение поясов высокого и низкого давления на Земле вызывает возникновение постоянных ветров — пассатов, западных ветров умеренных широт, полярных восточных ветров, сезонных ветров — муссонов.

Ветры тропических широт

Пассаты — это ветры, которые дуют круглый год преимущественно над океаном от тропиков Северного и Южного полушарий к экватору, т. е. из области высокого давления в область низкого давления (см. рис. 10). Под влиянием вращения Земли вокруг оси пассаты отклоняются в Северном полушарии вправо, т. е. дуют с северо-востока на юго-запад, а в Южном — влево и направлены с юго-востока на северо-запад.

Ветры умеренных широт

От тропических поясов высокого давления воздух поступает не только к экватору, но и в умеренные широты, где преобладает низкое давление. Вследствие вращения Земли воздушные течения постепенно отклоняются к востоку. Так они приобретают преимущественно западное направление. Такие ветры, действующие постоянно, называют западными ветрами. Они усиливаются в зимнее время и в течение года обеспечивают западный перенос воздуха.

Ветры полярных областей

В полярных областях Земли воздух перемещается от полярных областей высокого давления в сторону пониженного давления умеренных широт. Это преобладающие северо-восточные ветры в Северном полушарии и юго-восточные — в Южном. Под влиянием вращения Земли ветры усиливаются и принимают восточное направление (откуда дуют) и способствуют общему восточному переносу воздуха. Антарктические ветры, в отличие от арктических, устойчивы и имеют большие скорости.

Сезонные ветры

Постоянно действующая общая циркуляция атмосферы нарушается сезонной циркуляцией. В отличие от постоянных ветров сезонное перемещение воздуха связано с меридиональным перемещением воздуха и вызвано температурными различиями между сушей и морем и неодинаковым давлением над ними. Такие сезонные ветры, меняющие свое направление два раза в год, называют муссонами. Летние муссоны дуют с прохладных океанов с высоким давлением на нагретые материки с низким давлением. Они приносят прохладный насыщенный влагой воздух и вызывают выпадение осадков. Зимний муссон дует с материков с высоким давлением на океан с низким давлением. Он несет холодный и сухой воздух, малооблачную сухую погоду (рис. 11). Действие внетропических муссонов проявляется в восточных частях материков, где с ними соседствуют огромные пространства океанов (на Дальнем Востоке России, в Японии, на Аляске). (Найдите на карте атласа области действия пассатов, западных ветров, полярных восточных ветров, муссонов.)

В тропических широтах Земли муссоны связаны с различиями в температуре и давлении зимой и летом между Северным и Южным полушариями. Они способствуют обмену воздуха между полушариями (Тропическая Африка к северу от экватора, Восточная Африка к югу от экватора, Индостан, Индокитай, Восточный Китай и др).

Средняя величина давления для Земного шара и полушарий

Средняя величина атмосферного давления на уровне моря для всего Земного шара, определенная из многолетних средних карт, близка к 1013 мб (760 мм рт. ст.), а на уровне местности (учитывая возвышение материков над уровнем моря) — к 982 мб (740 мм рт. ст.).

Годовой ход среднего атмосферного давления в северном полушарии (СП), в экваториальной зоне между 2,5° с. ш. и 2,5° ю ш. (ЭЗ) и в южном полушарии (ЮП).

Из рисунка видно, что средняя величина давления над каждым полушарием понижается от зимнего полугодия к летнему. Но атмосферное давление равно весу столба воздуха и, следовательно, пропорционально массе воздуха. Это значит, что из того полушария, в котором в данное время лето, какая-то масса воздуха оттекла в то полушарие, в котором в это время зима. Следовательно, происходит сезонный обмен воздуха между полушариями.

За год из северного полушария в южное и обратно переносится 1013 т воздуха. Это 1/500 часть всей массы атмосферы.

Местные эффекты

Ячейки Хэдли, Феррела и Полярные клетки дают общее представление об атмосферной циркуляции. Однако местные эффекты очень важны и модулируют эту циркуляцию и создают субклетки. На последние влияют разница в поверхностном трении, способность поглощать и дифференцированно выделять тепло между океанами и сушей, а также суточный цикл солнечного света. Он работает даже в микромасштабе. Например, в случае морского бриза воздух с берега, нагретый Солнцем, поднимается вверх и заменяется более прохладным воздухом из воды. Ночью земля теряет тепло быстрее, чем вода, и направление ветра меняется на противоположное.

В более широком масштабе этот суточный цикл может стать сезонным или даже многолетним. Теплый воздух экваториальных континентов и западной части Тихого океана поднимается вверх, движется на восток или запад в зависимости от обстоятельств, пока не достигает тропопаузы, затем опускается в Атлантическом , Индийском или Восточном Тихом океане, более холодный.

Кровообращение Уокера

Нормальная конвективная циркуляция Уокера

Уменьшение пассатов нарушает цикл Уокера и позволяет горячей воде течь дальше на восток.

Усиление ветров растягивает область, покрытую кровообращением Уокера, и укрепляет ее.

Тихоокеанская ячейка, которая полностью океаническая, особенно важна. Ему было дано имя Уолкер клеток в честь сэра Гилберта Уокера , директора в начале XX — го  века метеорологических обсерваторий Индии . Он пытался найти способ предсказывать муссонные ветры. Хотя он и потерпел неудачу, его работа привела его к открытию периодического изменения давления между Индийским и Тихим океанами, которое он назвал Южным колебанием . Две другие идентичные клетки находятся недалеко от экватора в Индийском океане и в Южной Атлантике.

Гумбольдта , исходя из Антарктиды, охлаждает побережье Южной Америки. Следовательно, существует большая разница температур между западом и востоком этого огромного океана, что вызывает прямую циркуляцию, подобную циркуляции Хэдли. Наблюдается конвекция в западной части около Азии и Австралии и опускание в области высокого давления вдоль побережья Южной Америки. Это создает сильную обратную циркуляцию с востока, которая производит эффект каракатицы  : уровень моря в западной части Тихого океана на 60 см выше, чем на востоке.

Движение воздуха в этой циркуляции влияет на температуру во всей системе, которая циклически создает необычно теплые или холодные зимы через несколько лет. Это также может изменить частоту ураганов.

Эль-Ниньо и Южное колебание

Поведение ячейки Уокера — главный ключ к пониманию явления Эль-Ниньо (на английском языке ENSO или Эль-Ниньо — Южное колебание). Если конвективная активность снижается в западной части Тихого океана по не совсем понятным причинам, клетка разрушается. Западная циркуляция на высоте уменьшается или прекращается, что перекрывает подачу холодного воздуха в восточную часть Тихого океана, а восточный возвратный поток с поверхности ослабевает.

Это позволяет теплой воде, скопившейся в западной части Тихого океана, спускаться по склону в сторону Южной Америки, что изменяет температуру поверхности моря в этой области в дополнение к нарушению морских течений. Это также полностью меняет систему облаков и дождя, а также создает необычные температуры в Северной и Южной Америке, Австралии и на юго-востоке Африки .

Между тем в Атлантике сильные западные ветры, которые обычно блокируются циркуляцией Уокера, теперь могут достигать необычной силы. Эти сильные ветры отсекают восходящие столбы влажного воздуха от гроз, которые обычно превращаются в ураганы, и таким образом сокращают их количество.

Противоположностью Эль-Ниньо является Ла-Нинья . В этом случае конвекция в западной части Тихого океана увеличивается, что усиливает клетку Уокера, приносящую более холодный воздух вдоль побережья Америки. Последний дает более холодные зимы в Северной Америке и больше ураганов в Атлантике. Поскольку горячая вода под высоким давлением выталкивается на запад, это позволяет холодной воде из глубин подниматься вверх к побережью Южной Америки, что обеспечивает лучшую поставку питательных веществ для рыбы и обеспечивает отличную рыбалку. Однако при ясной погоде в одном и том же регионе наблюдаются продолжительные периоды засухи.

Факторы, влияющие на циркуляцию атмосферы

Циркуляция атмосферы обладает достаточно сложным характером, так как на нее оказывают влияние определенные условия, отсутствие которых сделало бы схему циркуляции атмосферы очень простой.

На циркуляцию атмосферы оказывают влияние такие факторы, как форма земного шара, его вращение в сутки, движение планеты Земля вокруг Солнца, расположение морей и суши, рельеф, а также другие факторы.

Форма планеты обуславливает неровное распространение тепла на Земле и провоцирует разнообразное распределение атмосферного давления.

Вращение планеты является фактором, провоцирующим смещение течений воздуха от направления барического вектора в южном полушарии в левом направлении, а в северном – в правом направлении.

Распределение по земному шару морей и суши определяет разнообразную температуру нагревания поверхности Земли. В зависимости от размещения суши и морей, а также смены времен года возникают как постоянные источники тепла и холода, так и дополнительные, сезонные.

На распределение температурного давления влияют ледники и течения, которые могут создавать аномалии в температуре.

Неровный рельеф может затруднять перемещение воздушных течений, тем самым мешать выравниванию давления. Движение воздушных течений образует новые районы как низкого, так и высокого давления.

Возникновение внетропических циклонов

Атмосферные возмущения внетропических широт возникают преимущественно на главных фронтах тропосферы, т. е. на фронтах между полярным (умеренным) и тропическим воздухом или между арктическим и полярным воздухом.

Этот процесс можно рассматривать как возникновение на поверхности главного фронта огромных волн, с длинами порядка 1000 км и более. На главном фронте, протяжением в несколько тысяч километров, возникает обычно несколько волн, перемещающихся по фронту чаще всего с запада на восток.

При этом в долинах фронтальных волн развивается циклоническое движение и давление падает: образуются циклоны. Центр каждого циклона лежит на фронте; фронт, таким образом, проходит через внутреннюю часть циклона (рис. 105). В передней части циклона фронт продвигается к высоким широтам и имеет здесь характер теплого фронта. В тыловой части циклона фронт продвигается к низким широтам и имеет здесь характер холодного фронта. Тот и другой являются участками единого главного фронта. Соответственно возникают в циклоне и системы облаков и осадков, свойственные фронтам.

Сами фронты в циклоне обостряются вследствие существующей там сходимости воздушных течений. Язык теплого воздуха в циклоне, между теплым и холодным фронтом, носит название теплого сектора циклона. В нем наблюдаются в циклоне самые высокие температуры у земной поверхности. Циклон в этой стадии развития — с теплым сектором — называется молодым циклоном; с течением времени он углубляется, т. е. давление в его центре падает. Сам циклон перемещается по фронту обычно в восточном направлении. При этом холодный фронт в области циклона постепенно нагоняет медленнее перемещающийся теплый фронт и, наконец, смыкается с ним. Происходит так называемая окклюзия циклона. В окклюдированном циклоне теплого сектора у земной поверхности уже нет — теплый воздух теперь оттеснен холодным воздухом в верхнюю часть тропосферы, где он охлаждается путем излучения, а сам циклон становится холодным и высоким. Скорость его перемещения убывает, а давление в центре начинает повышаться — начинается затухание циклона.

Рис. 105. Схема развития фронтального циклона а, б — начальные стадии, в — молодой циклон, г, д — окклюдированный циклон

На каждом полярном фронте возникает обычно не единичный циклон, а серия циклонов из нескольких членов, перемещающихся вдоль фронта один за другим. Вследствие уменьшения скорости перемещения после окклюзии циклоны серии обычно нагоняют друг друга и могут, в конце концов, объединиться в одну обширную высокую и малоподвижную депрессию — центральный циклон. Так как циклоны движутся с составляющими, направленными к высоким широтам, центральный циклон образуется в довольно высоких широтах, субполярных или близких к субполярным. Обычная продолжительность существования серии циклонов около недели, но центральный циклон может существовать и дольше.

Антициклоны

Между циклонами возникают и развиваются подвижные антициклоны. Их размеры и скорости движения примерно такие же; но в поздней стадии развития антициклоны еще чаще, чем циклоны, принимают малоподвижное состояние и могут сохраняться в нем по много дней. Направление движения также в основном определяется направлением ведущего потока. Однако, в отличие от циклонов, в перемещении антициклонов преобладает составляющая, направленная к низким широтам. Поэтому происходит накопление антициклонов в субтропических и тропических широтах. Зимой также происходит преимущественное развитие, накопление и усиление антициклонов над охлажденными материками умеренных широт, особенно над Азией.

В антициклонах фронтов нет, а существует общая тенденция к нисходящему движению воздуха, связанная с вытеканием его от периферии к центру. По мере развития антициклона мощные слои воздуха в нем медленно «оседают», что приводит к их динамическому нагреванию и возникновению инверсий температуры. В связи с этим воздух удаляется от насыщения, и погода в антициклонах преобладает малооблачная и сухая. Только в нижних слоях в холодное время суток и года возможно образование туманов и низких слоистых облаков, связанных с охлаждением от земной поверхности. Мощных облачных систем фронтального происхождения с выпадением обложных осадков в антициклонах не бывает.

Квазигеострофичность течений общей циркуляции

Течения общей циркуляции в большей части атмосферы являются квазигеострофическими. Это значит, что они достаточно приближаются к геострофическому ветру, т. е. малокриволинейны, мало подвержены трению и связаны с распределением давления таким образом, что направлены почти по изобарам. Только в слое трения течения существенно отличаются от геострофического ветра и значительно отклоняются от изобар.

Конечно, строго геострофическими течения не будут и над слоем трения; как правило, они и там имеют ускорения и направлены не строго по изобарам, отчего зависят изменения барического поля. Но все же в свободной атмосфере отклонения течений общей циркуляции от геострофического ветра невелики, почему и можно называть эти течения квазигеострофическими.

Условие квазигеострофичности не выполняется также на экваторе и вблизи него как у земной поверхности, так и в свободной атмосфере; отклоняющая сила вращения Земли здесь равна нулю или ничтожно мала и не может уравновешивать силу барического градиента.

Перемещение внетропических циклонов

Циклоны всегда перемещаются. Под перемещением мы подразумеваем перемещение циклона как целого, независимо от дующих в нем ветров, которые в разных частях циклона имеют разные скорости и направления. Перемещение циклона как единой системы характеризуется перемещением его центра.

Циклоны перемещаются в направлении общего переноса воздуха в средней и верхней тропосфере (говорят еще: в направлении ведущего потока). Такой общий перенос воздуха чаще всего происходит с запада на восток. Поэтому и циклоны чаще всего перемещаются от западной половины горизонта к восточной.

Но бывает и так, что циклоны перемещаются с большой составляющей к югу или к северу. В редких случаях направление ведущего потока бывает даже восточным; тогда и циклон перемещается аномально, с востока на запад.

Но в среднем циклоны движутся с запада на восток с составляющей, направленной к высоким широтам. Поэтому наиболее глубокие циклоны наблюдаются, как сказано выше, в субполярных широтах: в северном полушарии — на севере Атлантического и Тихого океанов, в южном полушарии — вблизи материка Антарктиды.

Скорость перемещения циклона в среднем она имеет порядок величины 30-40 км/час. В отдельных случаях она может быть до 80 км/час и более. В поздней стадии жизни циклона, когда он уже заполняется, скорость перемещения уменьшается.

При прохождении циклона усиливается ветер и меняется его направление. В передней (восточной) части циклона наблюдаются ветры с южной составляющей, в тыловой (западной) части — с северной составляющей. С этим связаны и колебания температуры при прохождении циклона.

Наконец, циклонические области характеризуются увеличенной облачностью и осадками. В передней части циклона осадки обложные, восходящего скольжения, выпадающие из облаков теплого фронта. В тыловой части осадки ливневые, из кучево-дождевых облаков, свойственные холодному фронту. В южной части циклона иногда наблюдаются моросящие осадки теплой воздушной массы.

Приближение циклона часто можно заметить по падению давления и по первым облакам, появляющимся на западном горизонте. Это фронтальные перистые облака, движущиеся параллельными полосами. На взгляд, вследствие перспективы эти полосы кажутся расходящимися от горизонта. За ними идут перисто-слоистые облака, затем более плотные высоко-слоистые и, наконец, слоисто-дождевые с сопровождающими их разорванно-дождевыми. Потом, в тылу циклона, давление растет, а облачность принимает быстро меняющийся характер: кучевые и кучево-дождевые облака часто сменяются прояснениями.

Циркуляция атмосферы в России

Наибольшая часть российской территории расположена в умеренных широтах, где распространены умеренные воздушные массы. На севере государства хозяйствуют воздушные массы арктического направления, а в южных областях дуют тропические ветры.

Умеренные воздушные массы подразделяются на континентальные и морские, так как они образуются над сушей и над океаном. Со стороны Атлантики движутся морские умеренные воздушные массы, приносящие воздух повышенной влажности и оказывающие влияние на Восточно-Европейскую равнину. Зимой такое воздушное течение порождает потепление, туманы, а также снегопад. Морские умеренные воздушные массы могут преобразоваться в континентальные в результате продвижения в середину континента. Дальневосточные области России расположены под влиянием тихоокеанских морских воздушных течений.

На климат северных побережий России оказывают влияние арктические воздушные течения, которые формируются над Северным Ледовитым океаном. Такие воздушные течения способны проникают на равнины в глубь территории государства.

Южные территории России на протяжении всего года подвержены тропическим воздушным массам, приносящим сухой теплый воздух со стороны Азии и Африки. Со стороны Средиземноморья и Атлантики на Европейскую часть России воздействуют морские воздушные массы.

Воздушные массы имеют рубежи – атмосферные фронты. Над российской территорией образуются полярный и арктический фронты. В зависимости от сезона позиция фронтов изменяется. Летом на дальневосточных территориях России и в западной части Восточно-Европейской равнины усиленно действуют циклоны. Антициклоны более свойственны для южных частей Восточно-Европейской равнины. Восточная Сибирь зимой подвержена действию стойких антициклонов.

Перемещаясь над российской территорией воздушные массы обладают свойством преобразовываться и обретать новые качества.

Основные виды ветров:

А на море белый песок

Дует тёплый ветер в лицо

Пассаты это очень мощные ветра, они устойчивы и оказывают влияние на климат.

Примеры влияние пассатов на климат:

• В северном полушарии пассаты на север Африки несут сухие и нагретые воздушные массы с территории Аравийского полуострова. Следовательно на севере Африки тоже будет сухой и горячий климат (пустыня Сахара).

• В южном полушарии, на восточное побережье Африки пассат приходит с Индийского океана. Воздух насыщен водяными парами, поэтому формируется жаркий и влажный климат.

Зимой муссоны дуют с материка на океан (зимой воздух над сушей холоднее, над океаном теплее). Летом с океана на материк

По климатической карте мы можем проследить действие муссонов.

В северном полушарии летний муссон несет морские воздушные массы с экватора на полуостров Индостан, встречая на своем пути Гималаи, влажный воздух оставляет всю влагу на восточных склонах гор. Таким образом над полуотсровом Индостан в летнее время очень большое количество осадков.

Масштабы атмосферных движений

Поскольку атмосфера находится в постоянном движении, то распределение давления в атмосфере и определяемые им системы ветров все время меняются. Анализ атмосферных движений позволяет выделить следующие характерные масштабы движений.

1. Микрометеорологический масштаб, характеризующийся колебаниями температуры, давления и ветра с периодами от долей секунды до минут. Максимум этих колебаний приходится на периоды около минуты, а размеры турбулентных неоднородностей — около 600 м.

2. Масштаб конвективных облаков с горизонтальными размерами порядка 1-10 км и временем существования от десятка минут до одного — двух часов.

3. Мезометеорологический масштаб отражает изменения метеорологических величин, вызванные местными циркуляционными процессами (бризы, смерчи и др.), характерные горизонтальные размеры которых составляют 10-100 км, а продолжительность во времени — от нескольких часов до полусуток.

4. Макрометеорологический (синоптический) масштаб — горизонтальные размеры 1000-3000 км, время существования — 1-7 дней. Движения этого масштаба определяют основные изменения погоды вследствие возникновения, развития, перемещения и разрушения огромных атмосферных возмущений (атмосферных фронтов, циклонов, антициклонов и др.).

5. Глобальный масштаб, описывающий ультрадлинные волны в атмосфере. Характерные пространственные размеры движений этого масштаба 10000-40000 км, а характерный период времени — около двух недель.
В каждый конкретный момент времени в атмосфере существуют движения всех масштабов, причем крупномасштабные движения включают в себя более мелкие, что определяет чрезвычайную сложность атмосферной циркуляции.

Строение атмосферы

Верхние её границы растворяются в космосе и четко не обозначены. Нижняя граница находится на уровне земли.

Самое важное о каждом слое:

1) Тропосфера

• Тропосфера — самый нижний слой атмосферы. Мы дышим воздухом тропосферы.

• Толщина над полюсами составляет 8-10 км, в умеренных широтах — 10-12 км, а над экватором — 16-18 км.

• В тропосфере сосредоточена большая масса воздуха атмосферы.

• Погода формируется в тропосфере

• Движения масс воздуха горизонтальные (ветер) и вертикальные (конвекция)

• Температура в тропосфере падает каждый 1000 м на 6 градусов

2) Стратосфера

• Стратосфера — слой атмосферы, расположенный над тропосферой на высоте от 8 до 50 км.

• Не образуются облака

• Наблюдаются устойчивые воздушные течения

• Температура начинает расти

• Здесь находится озоновый слой

В стратосфере на высоте 25 — 35 км находится озоноый слой

Озоновый слой поглощает ультрафиолетовые лучи, не пропуская их к Земле (озоновый слой является жизненно необходимым, большие дозы ультрафиолета являются губительными для живых организмов)

3) Мезосфера

• Слой расположен на высоте 50 — 80 км

• Температура снижается до — 90 градусов

4) Термосфера

• Слой расположен на высоте 80 — 800 км

• Температура резко растет

5) Экзосфера

• Расположена выше 800 км

• Постепенно переходит в космическое пространство

• Состоит из самых легких газов (водорода, гелия)

Зоны давления и ветра в верхней тропосфере и в стратосфере

Зональность в распределении давления и ветра яснее и проще не у земной поверхности, а в верхней тропосфере и в стратосфере.

Как нам уже известно, высокое давление здесь более или менее близко совпадает с высокой температурой, а низкое давление — с низкой температурой. Поскольку температура в тропосфере в среднем падает от низких широт к высоким, то и меридиональный барический градиент направлен, начиная с высоты 4-5 км, также из низких широт в высокие.

Геострофический ветер при таком градиенте должен быть направлен с запада на восток. Так будет в обоих полушариях: в северном градиент будет направлен к северу, а ветер, отклоняясь от него на прямой угол вправо, — с запада на восток; в южном полушарии градиент будет направлен к югу, а ветер, отклоняясь от него влево, — опять-таки с запада на восток. Это относится не только к геострофическому ветру, но, с достаточной точностью, и к действительному ветру, поскольку он является квазигеострофическим.

Таким образом, в верхней тропосфере и в нижней стратосфере мы имеем западный перенос воздуха вокруг полюса, где давление наиболее низкое — своего рода планетарный циклонический вихрь над каждым из полушарий. Исключением являются самые низкие широты.

Рис. 88. Зональное распределение давления и переносов воздуха в верхней тропосфере и в нижней стратосфере (схема). Справа — направление барических градиентов вдоль меридиана в соответствующих зонах.

В сравнительно узкой зоне вблизи экватора, барический градиент в верхней тропосфере будет направлен к экватору. Это значит, что в верхней тропосфере и в нижней стратосфере здесь господствует восточный перенос.

Погода пассатов

В нижнем слое пассатов воздух вследствие влияния трения течет с составляющей, направленной к экватору. На восточной периферии каждого субтропического антициклона эта составляющая, направленная к экватору, значительно усиливается уже независимо от трения. Поэтому, двигаясь на все более теплую поверхность моря, пассатное течение в нижних слоях приобретает неустойчивость стратификации. Устанавливаются большие вертикальные градиенты температуры, часто превышающие сухоадиабатический в нижних сотнях метров, и развивается оживленная конвекция образованием кучевых облаков.

Но конвекция не достигает больших высот. Уже на высотах порядка 1200-2000 м в области пассатов обнаруживается задерживающий слой в несколько сотен метров толщиною с инверсией температуры или, по крайней мере, с уменьшением вертикального градиента температуры. Инверсия и задерживает развитие конвекции на сравнительно низком уровне. Облака не получают большого вертикального развития, нередко принимают характер слоисто-кучевых и, во всяком случае, не достигают уровня оледенения. Поэтому из облаков или вовсе не выпадает осадков, или выпадают незначительные кратковременные дожди.

Климатологические фронты

Постоянное расчленение барического поля Земли на циклоны и антициклоны приводит к тому, что и воздух тропосферы всегда расчленяется на воздушные массы, разделенные фронтами.
Многолетние средние положения главных фронтов в разные сезоны будем называть климатологическими фронтами.

В действительности положение и число фронтов могут резко отличаться от многолетнего среднего распределения. Фронты возникают, перемещаются и размываются в связи с циклонической деятельностью

Но сейчас следует рассмотреть среднее положение фронтов, важное для понимания распределения на Земле климатических условий.

В январе в северном полушарии на средней карте обнаруживаются два арктических фронта: один — на севере Атлантического океана и на севере Евразии, другой — на севере Североамериканского материка и над архипелагом арктического сектора Америки.

В более низких широтах, между 30 и 50° с. ш., обнаруживается цепь полярных фронтов, отделяющих области преобладания полярного воздуха (воздуха умеренных широт) от областей преобладания тропического воздуха. Полярные фронты проходят: над Атлантическим океаном; над Средиземным морем; над Тихим океаном; над югом США.

Аналогично в южном полушарии обнаруживаются антарктические фронты, окружающие материк Антарктиды, и четыре полярных фронта под 40-50° ю. ш. над океанами.

Внутри тропиков обнаруживаются тропические фронты, которые на климатологических картах сливаются или почти сливаются в один общий фронт.

В июле арктические и антарктические фронты занимают положения, близкие к январским. Полярные фронты в северном полушарии несколько смещены к северу в сравнении с январем. Полярные фронты над южным полушарием несколько смещены к экватору. Наконец, тропические фронты в июле смещены в северное полушарие. Они также объединяются на средней карте в один общий фронт.

Таким образом, от января к июлю все климатологические фронты более или менее смещаются к северу, а от июля к январю — к югу.