Циркуляция воздушных масс в экваториально-тропических широтах

Атмосферная циркуляция в экваториальных и тропических широтах определяется расположенными здесь экваториальным поясом пониженного давления, тропическими-субтропическими постоянными максимумами над океанами и сезонными зимними максимумами и летними депрессиями над сушей. Циркуляция является весьма устойчивой, т. е. ее повторяемость в соответствующие сезоны года высока. Наиболее постоянными являются здесь пассаты (вероятно, от исп. viento de pasada – ветер, благоприятствующий переезду) – ветры экваториальных периферий субтропических океанических барических максимумов. Они дуют от тропиков к экватору в течение всего года. В северном полушарии они имеют преимущественно северо-восточное направление, а в южном – юго-восточное. Скорость пассатов составляет 5–8 м/с. Пассаты – потоки тропического теплого, но относительно сухого воздуха, свойства которого формируются в результате его опускания и адиабатического нагревания в барических максимумах. Причем в них на высотах 1200 – 2000 м в результате оседания воздуха образуется инверсия сжатия, которая препятствует развитию конвекции. Поэтому в полосе зарождения и развития пассатов выпадает весьма незначительное количество осадков, за исключением наветренных склонов гор вдоль восточных побережий материков, омываемых теплыми течениями. Лишь в зоне сходимости пассатов северного и южного полушарий формируется так называемая внутритропическая зона конвергенции (ВЗК), где сходящиеся потоки очень теплого воздуха устремляются в верхние слои тропосферы и сильными восходящими струями разрушают пассатную инверсию. Развивается мощная конвекция – вплоть до тропопаузы, образуются кучевые и кучево-дождевые облака, из которых выпадают обильные ливневые дожди. Над зоной ВЗК, где влияние силы Кориолиса отсутствует, формируется струйное течение, которое, как и пассаты, имеет восточное направление.

По периферии ВЗК, в полосе пассатов, в конце лета соответствующего полушария, когда вода и воздух над ней максимально нагреты (до 27 °С), у западных берегов материков возникают тропические циклоны. Это атмосферные вихри малого диаметра (300–400 км) высотой до 12 км, в которых наблюдается мощный подъем нагретого влажного воздуха, сопровождающийся выделением огромного количества энергии. Из-за большого перепада давления внутри циклона им свойственны ураганные ветры до 300 км/ч, хотя скорость их собственного перемещения невелика – всего 10–20 км/ч. Так как тропические циклоны возникают в полосе пассатов, то траектория их движения определяется общим пассатным переносом воздушных масс, которым присуща параболическая форма: сначала в общем потоке пассатов циклоны движутся с востока на запад, потом у восточных берегов материков в тропиках в соответствии с движением воздушных потоков в максимумах происходит поворот их и отклонение к умеренным широтам. При этом они сохраняют энергию неустойчивости, постепенно трансформируясь в циклоны внетропических широт.

Рис. 63. Основные пути тропических циклонов (по X. П. Погосяну)

Рис. 64. Распределение муссонных областей по земному шару (по С. П. Хромову)

С тропическими циклонами связаны сильнейшее волнение и катастрофы судов на море вдоль линии их перемещения, опустошения за счет ураганных ветров и наводнений на низменных восточных тропических-субтропических побережьях (рис. 63). Им обычно присваивают собственные названия: «Флора», «Джоан», «Жаннет», «Нэнси» и др. Подобные тайфуны (от кит. тайфын – большой ветер) в сентябре 2000 г. обрушились на Японию и Приморский край, вызвав сильнейшие наводнения и причинив крупный материальный ущерб.

Другими характерными ветрами, определяющими циркуляцию атмосферы в экваториально-тропических широтах, являются муссоны экваториально-тропических широт (фр. mousson от арабск. маусим – время года). Они возникают из-за разного нагрева северного и южного полушарий по сезонам года и соответственно смещения вслед за Солнцем через экватор экваториальной зоны низкого давления. Вследствие этого происходит резкое изменение направления барических градиентов и преобладающих ветров между субтропическими максимумами и экваториальной депрессией. Экваториально-тропические муссоны развиты в основном между 15° с.ш. и 5° ю.ш. над материками, например в Африке, но в некоторых случаях охватывают и более широкую полосу, вплоть до тропиков (рис. 64).

Классическим районом проявления экваториально-тропических муссонов является Южная Азия и Индийский океан к северу от Южного тропика, где отмечаются наибольшие сезонные различия в температуре и давлении и соответственно максимальное перемещение ВЗК. Различия в нагреве полушарий по сезонам года усиливаются здесь за счет «противостояния» суши и океана.

В июне-августе над материком возникает термическая Южно-Азиатская депрессия, а над Индийским океаном разрастается и смещается к экватору Южно-Индийский максимум. От его экваториальной периферии оттекает юго-восточный пассат (поток мТВ). Достигая экваториальных широт, этот воздух трансформируется в экваториальный. Пересекая экватор, ветер начинает втягиваться в Южно-Азиатскую депрессию. При этом он отклоняется вправо, меняет направление на юго-западное в Индостане и южное в Индокитае, в соответствии с барическим полем в этом районе, и становится летним экваториальным муссоном. Можно сказать, что летний экваториальный муссон является трансформированным пассатом южного полушария. Этот воздушный поток захватывает весь Индостан и Индокитай.

В декабре-феврале над всей Азией, включая тропические широты, устанавливается высокое давление. Экваториальная ложбина перемещается к югу от экватора и захватывает Австралию, где образуется термическая депрессия. Южно-Индийский максимум ослабевает и смещается на юг. в субтропические широты (там лето). С перестройкой барического поля изменяется и направление ветров. Над Индостаном и Индокитаем дует сухой северо-восточный ветер – поток кТВ от южной окраины обширного Азиатского максимума.

Он называется здесь зимним муссоном, хотя некоторые исследователи, подчеркивая, что это потоки от экваториальных периферий субтропических максимумов, считают его пассатом, что не противоречит действительности. Пересекая затем экватор, ветер отклоняется влево, меняет направление на северо-западное. При этом тропический воздух трансформируется в экваториальный и в виде летнего экваториального муссона южного полушария распространяется на юг до 15° ю.ш. над Индийским океаном и до 20° ю.ш. над Северной Австралией.

Экваториально-тропические муссоны наблюдаются в нижней тропосфере до высоты 4 – 5 км. Они оказывают большое влияние не только на климат Южной Азии, но и во многом определяют уклад жизни людей в этих районах.