Периодические и местные ветра

Уже с середины XVII в. мореплавателям были известны в общих чертах закономерности в зональной структуре преобладающих ветров в Мировом океане. Современная наука дает объяснение этой закономерности в зональной структуре атмосферного давления по поверхности Земли.

Издавна известны морякам устойчивые в своем постоянстве или смене направлений ветры: пассаты, муссоны, бризы и др.

Пассаты — это устойчивые ветры тропиков северо-восточного в северном и юго-восточного в южном полушариях направлений, дующие на обращенной к экватору стороне субтропического цент­ра действия атмосферы (рис. 17). Скорость пассатов невелика — в среднем 5—8 м/с у земной поверхности. Условия распределения атмосферного давления меняются в тропиках мало, поэтому пассаты обладают большой устойчивостью направления. Однако а течение сезона субтропический центр действия атмосферы может претерпевать определенные перестройки. Так, обычно над каждым океаном обоих полушарий в субтропиках формируется по одному антициклону. На ежедневных же картах погоды их может быть больше— часто два; иногда три над каждым океаном; над южной частью Тихого океана — до четырех. Вследствие этого пас­саты обоих полушарий могут менять указанные выше направле­ния. Аналогичное воздействие на направление пассатов может оказывать миграция центров субтропических антициклонов. По­этому пассаты в одном и том же месте могут менять северо-восточное направление на восточное и юго-восточное, затем снова на северо-восточное и т. д.

Муссоны — сезонные ветры, наиболее выраженные и устойчивые в тропических широтах, возникающие из-за термической неоднородности океан-суша. Муссоны, как и все другие воздуш­ные течения на Земле, связаны с циклонической деятельностью. Режим тропических муссонов заключается в сезонном изменении положения субтропических антициклонов и экваториальной деп­рессии. Устойчивость муссонов связана с устойчивым распределе­нием атмосферного давления в течение каждого сезона, а их сезонная смена с коренными изменениями в распределении дав­ления от сезона к сезону. Суммарные барические градиенты резко меняют направление от сезона к сезону, а вместе с этим меняется и направление преобладающих ветров.

Если по обе стороны от экватора находится океан, то сезонные смещения субтропического центра действия атмосферы невелики и муссоны не получают особого развития, например над Тихим океаном.

Другое дело с материками. Над Африкой, например, атмосфер­ное давление меняется от января к июню очень сильно. Над центральными районами Африки летом господствует область повы­шенного давления, а зимой - гребень азорского антициклона; над южной Африкой зимой также антициклон, а летом глубокая депрессия. В связи с этим направление барических градиентов над побережьем тропической Африки от сезона к сезону меняется резко в широкой зоне, что и является здесь причиной муссонных ветров.

Особенно ярко выражена муссонная циркуляция в бассейне Индийского океана, где сезонные изменения температуры полу­шарий здесь усилены огромным материком Евразии к северу от эк­ватора, прогретым летом и сильно охлажденным зимой. Зимний муссон в бассейне Индийского океана называют северо-восточным, а летний — юго-западным. На востоке Китая и в Корее зимний муссон — северный или северо-западный, а летний — южный или юго-восточный. Это зависит от структуры барического поля и направления изобар и, следовательно, направления барических градиентов (рис. 18).

Бризы реверсивные ветры побережий морей и океанов, имеющие полусуточную периодичность смены направления. Особенно ярко выражены бризы над побережьями в зоне действия субтропических антициклонов, где они наблюда­ются во все сезоны года. В умеренных и высоких широтах бризы наблюдаются лишь в теплое время года. Например, на Черном, Азовском и Каспийском морях бризы наблюдаются с апреля по сентябрь.

Бризовая циркуляция объясняется перестройкой барического поля днем и ночью над сушей и морем. Термическая неоднород­ность моря и суши приводит к смене направления барических градиентов и, следовательно, к смене направления ветра (рис. 19).

Скорость морского бриза несколько выше скорости берегового и составляет 3—5 м/с (в тропиках до 8 м/с).

Особенно отчетливо выражены бризы в ясную, безветренную погоду, что характерно для центральных районов антициклонов. Бризовая циркуляция захватывает слой тропосферы до 1 - 2 км по вертикали и рас­пространяется в глубь моря или суши на десятки километров от береговой линии. Морской бриз снижает па 2—З⁰ среднюю тем­пературу воздуха и повышает влажность на 10 - 20 %.

Рис 19. Бризы – а)морской б)береговой

Бора сильный и порыви­стый ветер, дующий с невысоких гоp в сторону теплого моря. Бора относится к так называемым катабатическим ветрам, связанным со стоком холодных плотных воздушных масс по склонам гор в сторону моря.

Ветры, подобные Новороссийской и Новоземельской боре, известны во многих других морях Мирового океана: Бакинский норд на Каспийском море, мистраль — на Средиземноморском побережье Франции, нортсер — в Мексиканском заливе (Мексика, США) и др.

Причиной боры является прохождение холодного фронта через прибрежные хребты. Холодный воздух резко переваливает через невысокие горы (особенно ветер усиливается на перевалах) и низ­вергается плотным потоком в сторону близкого теплого моря.

В проливах, узкостях, фиордах при плавании вдоль берегов, у мысов, оконечностей островов и пр. могут быть особенности ветро­вого режима, связанные с береговым (угловым) эффектом.

При образовании мощных кучево-дождевых (грозовых) обла­ков, что возможно вусловиях особо сильной неустойчивости воздушных масс, могут зарождаться вертикальные вихри небольшoгo диаметра. Зарождающиеся вихри над морем называют смер­чами, а над сушей — тромбами (в США — торнадо). Смерч имеет вид темного облачного столба диаметром в несколько десятков метров (торнадо -до 100—200 м), опускающегося в виде воронки от нижнего основания облака до поверхности воды или суши. Скорости ветра в смерче достигают 50 100 м/с и при силь­ной вертикальной составляющей могут вызвать катастрофические разрушения. Близость атмосферных фронтов может стимулировать процесс смерчеобразования, особенно в континентальном тропическом воздухе (в США в морском тропическом воздухе с Мексиканского залива).