Circulation atmosphérique. Courants d'air dans l'atmosphère

Interaction entre l'océan et l'atmosphère.

27. Circulation des masses d'air.

© Vladimir Kalanov,
« Savoir c'est pouvoir ».

Le mouvement des masses d'air dans l'atmosphère est déterminé par le régime thermique et les changements de pression atmosphérique. La totalité des principaux courants d'air sur la planète est appelée circulation atmosphérique générale. Les principaux mouvements atmosphériques à grande échelle qui composent la circulation générale de l'atmosphère : courants d'air, courants-jets, courants d'air dans les cyclones et anticyclones, alizés et moussons.

Le mouvement de l'air par rapport à la surface de la terre vent- apparaît parce que la pression atmosphérique dans des endroits variés la masse d'air n'est pas la même. Il est généralement admis que le vent est le mouvement horizontal de l'air. En fait, l'air ne se déplace généralement pas parallèlement à la surface de la Terre, mais sous un léger angle, car. la pression atmosphérique varie à la fois horizontalement et verticalement. La direction du vent (nord, sud, etc.) indique la direction d'où vient le vent. La force du vent fait référence à sa vitesse. Plus il est haut, plus le vent est fort. La vitesse du vent est mesurée aux stations météorologiques à une hauteur de 10 mètres au-dessus de la Terre, en mètres par seconde. En pratique, la force du vent est estimée en points. Chaque point correspond à deux ou trois mètres par seconde. Avec une force de vent de 9 points, il est déjà considéré comme une tempête et avec 12 points - un ouragan. Le terme commun "tempête" désigne tout vent très fort, quel que soit le nombre de points. La vitesse d'un vent fort, par exemple lors d'un ouragan tropical, atteint des valeurs énormes - jusqu'à 115 m/s ou plus. Le vent augmente en moyenne avec l'altitude. A la surface de la Terre, sa vitesse est réduite par le frottement. En hiver, la vitesse du vent est généralement plus élevée qu'en été. Vitesses maximales les vents sont observés aux latitudes tempérées et polaires dans la troposphère et la basse stratosphère.

On ne sait pas exactement comment la vitesse du vent change sur les continents à basse altitude (100–200 m). ici, les vitesses du vent atteignent leurs valeurs les plus élevées l'après-midi et les plus basses la nuit. Il est préférable de le voir en été.

Très vents forts, aux tempêtes, se trouvent pendant la journée dans les déserts d'Asie centrale, et la nuit, le calme est complet. Mais déjà à une altitude de 150 à 200 m, on observe une image complètement opposée : une vitesse maximale la nuit et une minimale le jour. Le même tableau s'observe aussi bien en été qu'en hiver sous les latitudes tempérées.

Les rafales de vent peuvent causer beaucoup de problèmes aux pilotes d'avions et d'hélicoptères. Des jets d'air se déplaçant dans différentes directions, en secousses, en rafales, s'affaiblissant ou s'intensifiant, créent un obstacle important au mouvement des aéronefs - un bavardage apparaît - une violation dangereuse du vol normal.

Les vents soufflant des chaînes de montagnes du continent sec en direction de la mer chaude sont appelés bora. C'est un vent fort, froid et en rafales qui souffle généralement pendant la saison froide.

Bora est connue de beaucoup dans la région de Novorossiysk, sur la mer Noire. De telles conditions naturelles sont créées ici que la vitesse de la bora peut atteindre 40 et même 60 m/s, et la température de l'air chute à moins 20°C. Bora se produit le plus souvent entre septembre et mars, en moyenne 45 jours par an. Parfois, ses conséquences étaient les suivantes: le port gelait, les navires, les bâtiments, le remblai était recouvert de glace, les toits des maisons étaient arrachés, les wagons renversés, les navires étaient jetés à terre. Bora est également observée dans d'autres régions de Russie - sur le Baïkal, sur Novaya Zemlya. Bora est connue sur la côte méditerranéenne de la France (où elle est appelée mistral) et dans le golfe du Mexique.

Parfois, des tourbillons verticaux apparaissent dans l'atmosphère avec un mouvement d'air en spirale rapide. Ces tourbillons sont appelés tornades (en Amérique, on les appelle tornades). Les tornades ont plusieurs dizaines de mètres de diamètre, parfois jusqu'à 100-150 m. Il est extrêmement difficile de mesurer la vitesse de l'air à l'intérieur d'une tornade. Selon la nature des dommages produits par la tornade, les vitesses estimées pourraient bien être de 50 à 100 m/s, et dans des tourbillons particulièrement forts, jusqu'à 200 à 250 m/s avec une composante de vitesse verticale importante. La pression au centre de la colonne de tornade ascendante chute de plusieurs dizaines de millibars. Les millibars pour déterminer la pression sont généralement utilisés dans la pratique synoptique (avec les millimètres de mercure). Pour convertir des barres (millibars) en mm. colonne de mercure, il existe des tables spéciales. Dans le système SI, la pression atmosphérique est mesurée en hectopascals. 1hPa=10 2 Pa=1mb=10 -3 bar.

Les tornades existent pendant une courte période - de quelques minutes à plusieurs heures. Mais même dans ce court laps de temps, ils parviennent à faire beaucoup de mal. Lorsqu'une tornade s'approche (au-dessus de la terre, les tornades sont parfois appelées caillots de sang) des bâtiments, la différence entre la pression à l'intérieur du bâtiment et au centre du caillot de sang conduit au fait que les bâtiments semblent exploser de l'intérieur - les murs sont détruit, les fenêtres et les cadres s'envolent, les toits sont arrachés, parfois cela ne peut se passer de victimes humaines. Il y a des moments où une tornade soulève des personnes, des animaux et divers objets dans les airs et les transporte à des dizaines voire des centaines de mètres. Dans leur mouvement, les tornades se déplacent à plusieurs dizaines de kilomètres au-dessus de la mer et même plus - sur terre. Le pouvoir destructeur des tornades sur la mer est moindre que sur la terre. En Europe, les caillots sanguins sont rares, le plus souvent ils se produisent dans la partie asiatique de la Russie. Mais les tornades sont particulièrement fréquentes et destructrices aux États-Unis. En savoir plus sur les tornades et les tornades sur notre site Web dans la section.

La pression atmosphérique est très variable. Elle dépend de la hauteur de la colonne d'air, de sa densité et de l'accélération de la gravité, qui varie en fonction de la latitude géographique et de l'altitude au-dessus du niveau de la mer. La masse volumique de l'air est la masse par unité de son volume. La densité de l'air humide et sec ne diffère nettement qu'à température élevée et humidité élevée. Lorsque la température diminue, la densité augmente ; avec l'altitude, la densité de l'air diminue plus lentement que la pression. La densité de l'air n'est généralement pas mesurée directement, mais calculée à partir d'équations basées sur les valeurs mesurées de température et de pression. Indirectement, la densité de l'air est mesurée par la décélération des satellites artificiels de la Terre, ainsi que par les observations de la propagation des nuages ​​artificiels de vapeur de sodium créés par les fusées météorologiques.

En Europe, la densité de l'air à la surface de la Terre est de 1,258 kg/m3, à une altitude de 5 km - 0,735, à une altitude de 20 km - 0,087 et à une altitude de 40 km - 0,004 kg/m3.

Plus la colonne d'air est courte, c'est-à-dire plus l'endroit est haut, moins il y a de pression. Mais la diminution de la densité de l'air avec l'altitude complique cette relation. L'équation exprimant la loi de variation de la pression avec l'altitude dans une atmosphère au repos est appelée l'équation de base de la statique. Il en résulte qu'avec l'augmentation de l'altitude, le changement de pression est négatif, et en montant à la même hauteur, la chute de pression est d'autant plus grande que la densité de l'air et l'accélération de la gravité sont importantes. Le rôle principal ici appartient aux changements de densité de l'air. À partir de l'équation de base de la statique, on peut calculer la valeur du gradient de pression vertical, qui montre le changement de pression lors du déplacement par unité de hauteur, c'est-à-dire diminution de la pression par unité de distance verticale (mb/100 m). Le gradient de pression est la force qui déplace l'air. En plus de la force du gradient de pression dans l'atmosphère, il existe des forces d'inertie (force de Coriolis et force centrifuge), ainsi que la force de frottement. Tous les courants d'air sont considérés par rapport à la Terre, qui tourne autour de son axe.

La distribution spatiale de la pression atmosphérique est appelée le champ barique. C'est un système de surfaces d'égale pression, ou surfaces isobares.

Coupe verticale des surfaces isobares au-dessus du cyclone (H) et de l'anticyclone (B).
Les surfaces sont dessinées par des intervalles égaux de pression p.

Les surfaces isobares ne peuvent pas être parallèles entre elles et à la surface de la Terre, car la température et la pression changent constamment dans le sens horizontal. Par conséquent, les surfaces isobares ont une apparence variée - des «creux» peu profonds courbés vers le bas aux «collines» étirées courbées vers le haut.

Lorsqu'un plan horizontal coupe des surfaces isobares, des courbes sont obtenues - isobares, c'est-à-dire lignes reliant des points avec les mêmes valeurs de pression.

Les cartes isobares, qui sont construites sur la base des résultats d'observations à un certain moment, sont appelées cartes synoptiques. Les cartes isobares, compilées à partir de données moyennes à long terme pour un mois, une saison, une année, sont appelées climatologiques.

Cartes moyennes à long terme de la topographie absolue de la surface isobare 500 mb pour décembre - février.
Hauteurs en décamètres géopotentiels.

Sur les cartes synoptiques, un intervalle de 5 hectopascals (hPa) est pris entre les isobares.

Sur les cartes d'une zone limitée, les isobares peuvent se détacher, mais sur une carte du globe entier, chaque isobare est, bien sûr, fermée.

Mais même sur une carte limitée, il y a souvent des isobares fermées qui limitent les zones de faible ou haute pression. Les zones de basse pression au centre sont cyclone, et les zones à pression relativement élevée sont anticyclone.

Par cyclone, on entend un énorme tourbillon dans la couche inférieure de l'atmosphère, ayant une pression atmosphérique réduite au centre et un mouvement ascendant des masses d'air. Dans un cyclone, la pression augmente du centre vers la périphérie et l'air se déplace dans le sens antihoraire dans l'hémisphère nord et dans le sens horaire dans l'hémisphère sud. Le mouvement ascendant de l'air entraîne la formation de nuages ​​et de précipitations. Vus de l'espace, les cyclones ressemblent à des spirales nuageuses tourbillonnantes dans les latitudes tempérées.

Anticyclone est une zone de haute pression. Il se produit simultanément avec le développement d'un cyclone et est un vortex avec des isobares fermées et la pression la plus élevée au centre. Les vents d'un anticyclone soufflent dans le sens des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère nord et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère sud. Dans un anticyclone, il y a toujours un mouvement d'air descendant, qui empêche l'apparition de nuages ​​puissants et de précipitations prolongées.

Ainsi, la circulation atmosphérique à grande échelle dans les latitudes tempérées est constamment réduite à la formation, au développement, au mouvement, puis à l'atténuation et à la disparition de cyclones et d'anticyclones. Les cyclones qui surviennent au front séparant les masses d'air chaud et froid se dirigent vers les pôles, c'est-à-dire vers les pôles. transporter de l'air chaud vers les latitudes polaires. Au contraire, les anticyclones qui se forment à l'arrière des cyclones dans une masse d'air froid se déplacent vers les latitudes subtropicales, y transférant de l'air froid.

Sur le territoire européen de la Russie, une moyenne de 75 cyclones se produisent chaque année. Le diamètre du cyclone atteint 1000 km ou plus. En Europe, il y a en moyenne 36 anticyclones par an, dont certains ont une pression au centre de plus de 1050 hPa. La pression moyenne dans l'hémisphère nord au niveau de la mer est de 1013,7 hPa et dans l'hémisphère sud de 1011,7 hPa.

En janvier, des zones de basse pression sont observées dans les parties nord de l'océan Atlantique et Pacifique, appelées islandais et Dépressions aléoutiennes. la dépression, ou minima de pression, se caractérisent par des valeurs de pression minimales - en moyenne, environ 995 hPa.

À la même période de l'année, des zones de haute pression apparaissent sur le Canada et l'Asie, appelées les anticyclones canadien et sibérien. La pression la plus élevée (1075–1085 hPa) est enregistrée en Yakoutie et dans le territoire de Krasnoïarsk, et la pression minimale est enregistrée dans les typhons au-dessus de l'océan Pacifique (880–875 hPa).

Des dépressions sont observées dans les zones où se produisent souvent des cyclones qui, à mesure qu'ils se déplacent vers l'est et le nord-est, se remplissent progressivement et laissent place à des anticyclones. Les anticyclones asiatique et canadien sont dus à la présence à ces latitudes des vastes continents de l'Eurasie et de l'Amérique du Nord. Dans ces zones, les anticyclones l'emportent sur les cyclones en hiver.

En été, sur ces continents, le schéma du champ et de la circulation bariques change radicalement, et la zone de formation des cyclones dans l'hémisphère nord se déplace vers des latitudes plus élevées.

Aux latitudes tempérées de l'hémisphère sud, les cyclones qui surgissent au-dessus de la surface uniforme des océans, se déplaçant vers le sud-est, rencontrent la glace de l'Antarctique et stagnent ici, ayant une faible pression atmosphérique en leur centre. En hiver et en été, l'Antarctique est entouré d'une ceinture de basse pression (985–990 hPa).

Aux latitudes subtropicales, la circulation de l'atmosphère est différente au-dessus des océans et dans les zones de rencontre des continents et des océans. Au-dessus des océans Atlantique et Pacifique, dans les zones subtropicales des deux hémisphères, il existe des zones de haute pression: ce sont les anticyclones subtropicaux des Açores et de l'Atlantique Sud (ou dépressions bariques) dans l'Atlantique et les anticyclones subtropicaux hawaïens et du Pacifique Sud dans l'océan Pacifique.

Le plus grand nombre chaleur solaire reçoit constamment la région équatoriale. Par conséquent, aux latitudes équatoriales (jusqu'à 10 ° de latitude nord et sud le long de l'équateur), une pression atmosphérique réduite est maintenue tout au long de l'année, et aux latitudes tropicales, dans la bande 30–40 ° N. et y.sh. - augmenté, à la suite de quoi des flux d'air constants se forment, dirigés des tropiques vers l'équateur. Ces courants d'air sont appelés alizés. Les alizés soufflent tout au long de l'année, ne changeant leur intensité que dans des limites insignifiantes. Ce sont les vents les plus stables sur Terre. La force du gradient barique horizontal dirige les flux d'air des zones de haute pression vers les zones de basse pression dans la direction méridienne, c'est-à-dire sud et nord. Remarque : Le gradient barique horizontal est la différence de pression par unité de distance le long de la normale à l'isobare.

Mais la direction méridienne des alizés change sous l'action de deux forces d'inertie - la force déflectrice de la rotation terrestre (force de Coriolis) et la force centrifuge, ainsi que sous l'action de la force de frottement de l'air à la surface de la terre. La force de Coriolis agit sur tout corps se déplaçant le long du méridien. Soit 1 kg d'air dans l'hémisphère Nord situé à la latitude µ et commence à se déplacer à une vitesse V le long du méridien au nord. Ce kilogramme d'air, comme tout corps sur Terre, a une vitesse de rotation linéaire U=ωr, où ω est la vitesse angulaire de rotation de la Terre, et r est la distance à l'axe de rotation. Selon la loi d'inertie, ce kilogramme d'air maintiendra une vitesse linéaire tu, qu'il avait à la latitude µ . En se déplaçant vers le nord, il se retrouvera à des latitudes plus élevées, où le rayon de rotation est plus petit et la vitesse linéaire de rotation de la Terre est plus faible. Ainsi, ce corps devancera les corps immobiles situés sur le même méridien, mais à des latitudes plus élevées.

Pour un observateur, cela ressemblera à une déviation de ce corps vers la droite sous l'action d'une certaine force. Cette force est la force de Coriolis. Selon la même logique, un kilogramme d'air dans l'hémisphère sud dévie vers la gauche de la direction du mouvement. La composante horizontale de la force de Coriolis agissant sur 1 kg d'air est SC=2wVsinY. Il dévie l'air, agissant perpendiculairement au vecteur vitesse V. Dans l'hémisphère nord, il dévie ce vecteur vers la droite et dans l'hémisphère sud - vers la gauche. Il découle de la formule que la force de Coriolis ne se produit pas si le corps est au repos, c'est-à-dire cela ne fonctionne que lorsque l'air est en mouvement. Dans l'atmosphère terrestre, les valeurs du gradient barique horizontal et de la force de Coriolis sont du même ordre, donc parfois elles s'équilibrent presque. Dans de tels cas, le mouvement de l'air est presque rectiligne et il ne se déplace pas le long du gradient de pression, mais le long ou à proximité de l'isobare.

Les courants d'air dans l'atmosphère ont généralement un caractère de vortex, par conséquent, dans un tel mouvement, la force centrifuge agit sur chaque unité de masse d'air P=V/R, où V est la vitesse du vent, et R est le rayon de courbure de la trajectoire du mouvement. Dans l'atmosphère, cette force est toujours inférieure à la force du gradient barique et reste donc, pour ainsi dire, une force "locale".

Quant à la force de frottement qui se produit entre l'air en mouvement et la surface de la Terre, elle ralentit la vitesse du vent dans une certaine mesure. Cela se passe ainsi : les volumes d'air inférieurs, qui ont réduit leur vitesse horizontale en raison des irrégularités de la surface terrestre, sont transférés des niveaux inférieurs vers le haut. Ainsi, le frottement à la surface de la terre est transmis vers le haut, s'affaiblissant progressivement. Le ralentissement de la vitesse du vent est perceptible dans le soi-disant couche limite planétaire, soit 1,0 - 1,5 km. au-dessus de 1,5 km, l'effet du frottement est insignifiant, donc les couches d'air supérieures sont appelées ambiance libre.

Dans la zone équatoriale, la vitesse linéaire de rotation de la Terre est la plus élevée, respectivement, ici la force de Coriolis est la plus élevée. Par conséquent, dans la zone tropicale de l'hémisphère nord, les alizés soufflent presque toujours du nord-est et dans l'hémisphère sud - du sud-est.

La basse pression dans la zone équatoriale est observée en permanence, en hiver comme en été. La bande de basse pression qui entoure tout le globe à l'équateur est appelée creux équatorial.

Prenant de la force sur les océans des deux hémisphères, deux alizés, se dirigeant l'un vers l'autre, se précipitent vers le centre du creux équatorial. Sur la ligne basse pression, ils entrent en collision, formant ce que l'on appelle zone de convergence intratropicale(convergence signifie "convergence"). À la suite de cette "convergence", il y a un mouvement ascendant de l'air et son écoulement au-dessus des alizés vers les régions subtropicales. Ce processus crée les conditions d'existence de la zone de convergence en permanence, tout au long de l'année. Sinon, les courants d'air convergents des alizés combleraient rapidement le creux.

Les mouvements ascendants de l'air tropical humide conduisent à la formation d'une puissante couche de cumulonimbus de 100 à 200 km de long, d'où tombent des averses tropicales. Ainsi, il s'avère que la zone de convergence intratropicale devient le lieu où les pluies se déversent à partir de la vapeur recueillie par les alizés sur les océans.

Ainsi simplifié, ressemble schématiquement à une image de la circulation de l'atmosphère dans la zone équatoriale de la Terre.

Les vents qui changent de direction avec les saisons sont appelés les moussons. Le mot arabe « mawsin », qui signifie « saison », a donné son nom à ces courants d'air constants.

Les moussons, contrairement aux courants-jets, se produisent dans certaines régions de la Terre où, deux fois par an, les vents dominants se déplacent dans des directions opposées, formant les moussons d'été et d'hiver. La mousson d'été est le flux d'air de l'océan vers le continent, tandis que la mousson d'hiver va du continent vers l'océan. Les moussons tropicales et extratropicales sont connues. Dans le nord-est de l'Inde et en Afrique, les moussons tropicales d'hiver se combinent avec les alizés, tandis que les moussons d'été du sud-ouest détruisent complètement les alizés. Les moussons tropicales les plus puissantes sont observées dans la partie nord de l'océan Indien et en Asie du Sud. Les moussons extratropicales trouvent leur origine dans de puissantes zones stables de haute pression qui surgissent sur le continent en hiver et de basse pression en été.

Les régions de l'Extrême-Orient russe, de la Chine et du Japon sont typiques à cet égard. Par exemple, Vladivostok, qui se trouve à la latitude de Sotchi en raison de l'action de la mousson extratropicale, est plus froide qu'Arkhangelsk en hiver, et en été il y a souvent du brouillard, des précipitations, de l'air humide et frais vient de la mer.

De nombreux pays tropicaux d'Asie du Sud reçoivent de l'humidité apportée sous forme de fortes pluies par la mousson tropicale d'été.

Tous les vents sont le résultat de l'interaction de divers facteurs physiques qui se produisent dans l'atmosphère sur certaines zones géographiques. Les vents locaux sont brises. Ils apparaissent près du littoral des mers et des océans et changent quotidiennement de direction : le jour, ils soufflent de la mer vers la terre et la nuit, de la terre vers la mer. Ce phénomène s'explique par la différence de températures entre la mer et la terre à différents moments de la journée. La capacité calorifique de la terre et de la mer est différente. Pendant la journée par temps chaud, les rayons du soleil chauffent la terre plus rapidement que la mer et la pression sur la terre diminue. L'air commence à se déplacer dans le sens de la pression inférieure - soufflant brise marine. Le soir, tout se passe à l'envers. La terre et l'air au-dessus dégagent de la chaleur plus rapidement que la mer, la pression devient plus élevée qu'au-dessus de la mer et les masses d'air se précipitent vers la mer - soufflant brise côtière. Les brises sont particulièrement distinctes par temps calme et ensoleillé, lorsque rien ne les gêne, c'est-à-dire les autres courants d'air ne se superposent pas, ce qui noie facilement les brises. La vitesse de la brise est rarement supérieure à 5 m/s, mais sous les tropiques, où l'écart de température entre la mer et les surfaces terrestres est important, les brises soufflent parfois à une vitesse de 10 m/s. Aux latitudes tempérées, les brises pénètrent de 25 à 30 km de profondeur dans le territoire.

Les brises, en fait, sont les mêmes moussons, mais à plus petite échelle - elles ont un cycle quotidien et changent de direction en fonction du changement de nuit et de jour, tandis que les moussons ont un cycle annuel et changent de direction en fonction de la période de l'année.

Les courants océaniques, rencontrant les côtes des continents sur leur chemin, se divisent en deux branches, dirigées le long des côtes des continents au nord et au sud. Dans l'océan Atlantique, la branche sud forme le courant du Brésil, lavant les côtes de l'Amérique du Sud, et la branche nord forme le Gulf Stream chaud, passant dans le courant de l'Atlantique Nord, et sous le nom de courant du Cap Nord, atteignant le Kola Péninsule.

Dans l'océan Pacifique, la branche nord du courant équatorial passe dans Kuro-Sivo.

Nous avons déjà mentionné le courant chaud saisonnier au large des côtes de l'Équateur, du Pérou et du nord du Chili. Il se produit généralement en décembre (pas chaque année) et entraîne une forte diminution des prises de poissons au large de ces pays en raison du fait qu'il y a très peu de plancton dans les eaux chaudes - la principale ressource alimentaire des poissons. Une forte augmentation de la température des eaux côtières provoque le développement de cumulonimbus, à partir desquels se déversent de fortes pluies.

Les pêcheurs ont ironiquement appelé ce courant chaud El Nino, ce qui signifie "cadeau de Noël" (de l'espagnol el ninjo - bébé, garçon). Mais nous voulons souligner non pas la perception émotionnelle des pêcheurs chiliens et péruviens de ce phénomène, mais sa cause physique. Le fait est que l'augmentation de la température de l'eau au large des côtes de l'Amérique du Sud n'est pas seulement causée par un courant chaud. Des changements dans la situation générale du système "océan-atmosphère" dans les vastes étendues de l'océan Pacifique sont également introduits par le processus atmosphérique, appelé " Oscillation australe". Ce processus, en interaction avec les courants, détermine tout phénomènes physiques survenant sous les tropiques. Tout cela confirme que la circulation des masses d'air dans l'atmosphère, en particulier à la surface de l'océan mondial, est un processus complexe et multidimensionnel. Mais avec toute la complexité, la mobilité et la variabilité des courants d'air, il existe encore certains schémas, en raison desquels, dans certaines régions de la Terre, les principaux processus de circulation atmosphérique à grande échelle et locaux se répètent d'année en année.

En conclusion du chapitre, nous donnons quelques exemples d'utilisation de l'énergie éolienne. Les gens utilisent l'énergie éolienne depuis des temps immémoriaux, depuis qu'ils ont appris à naviguer sur la mer. Ensuite, il y avait des moulins à vent, et plus tard - des moteurs éoliens - des sources d'électricité. Le vent est une source d'énergie éternelle dont les réserves sont incalculables. Malheureusement, l'utilisation du vent comme source d'électricité est très difficile en raison de la variabilité de sa vitesse et de sa direction. Cependant, avec l'aide des éoliennes, il est devenu possible d'utiliser l'énergie éolienne assez efficacement. Les pales d'un moulin à vent lui font presque toujours "garder le nez" dans le vent. Lorsque le vent est suffisamment fort, le courant va directement aux consommateurs : pour l'éclairage, pour les groupes frigorifiques, pour divers appareils et pour charger les batteries. Lorsque le vent se calme, les batteries transfèrent l'électricité accumulée au réseau.

Dans les stations scientifiques de l'Arctique et de l'Antarctique, l'électricité des éoliennes fournit lumière et chaleur, assure le fonctionnement des stations radio et autres consommateurs d'électricité. Bien sûr, à chaque station scientifique, il y a des générateurs diesel, pour lesquels vous devez avoir un approvisionnement constant en carburant.

Les tout premiers navigateurs utilisaient spontanément la puissance du vent, sans tenir compte du système des vents et des courants océaniques. Ils ne savaient tout simplement rien de l'existence d'un tel système. Les connaissances sur les vents et les courants se sont accumulées au fil des siècles, voire des millénaires.

L'un des contemporains était le navigateur chinois Zheng He pendant 1405-1433. a mené plusieurs expéditions qui ont traversé la soi-disant Grande Route de la Mousson de l'embouchure du fleuve Yangtsé vers l'Inde et les côtes orientales de l'Afrique. Les informations sur l'ampleur de la première de ces expéditions ont été conservées. Il se composait de 62 navires avec 27 800 participants. Pour les expéditions à la voile, les Chinois ont utilisé leur connaissance des modèles de vents de mousson. De Chine, ils ont pris la mer fin novembre - début décembre, lorsque la mousson d'hiver du nord-est souffle. Un vent favorable les a aidés à atteindre l'Inde et Afrique de l'Est. Ils sont retournés en Chine en mai-juin, lorsque la mousson d'été du sud-ouest s'est établie, qui est devenue sud dans la mer de Chine méridionale.

Prenons un exemple d'une époque plus proche de nous. Il s'agira des voyages du célèbre scientifique norvégien Thor Heyerdahl. Avec l'aide du vent, ou plutôt avec l'aide des alizés, Heyerdahl a pu prouver la valeur scientifique de ses deux hypothèses. La première hypothèse était que les îles de Polynésie dans l'océan Pacifique pourraient, selon Heyerdahl, être habitées à un moment donné dans le passé par des immigrants d'Amérique du Sud qui ont traversé une partie importante de l'océan Pacifique sur leur embarcation primitive. Ces bateaux étaient des radeaux en bois de balsa, ce qui se distingue par le fait qu'après un long séjour dans l'eau, il ne change pas de densité, et donc ne coule pas.

Les Péruviens utilisent ces radeaux depuis des milliers d'années, avant même l'Empire Inca. Thor Heyerdahl en 1947 a attaché un radeau de grandes bûches de balsa et l'a nommé "Kon-Tiki", ce qui signifie le Soleil-Tiki - la divinité des ancêtres des Polynésiens. Embarquant cinq aventuriers à bord de son radeau, il embarque de Callao (Pérou) vers la Polynésie. Au début du voyage, le radeau emporta le courant péruvien et l'alizé du sud-est, puis l'alizé d'est de l'océan Pacifique se mit au travail, qui pendant près de trois mois sans interruption souffla régulièrement vers l'ouest, et après 101 jours , Kon-Tiki est arrivé sain et sauf sur l'une des îles de l'archipel des Tuamotu (aujourd'hui la Polynésie française).

La deuxième hypothèse de Heyerdahl était qu'il considérait tout à fait possible que la culture des Olmèques, des Aztèques, des Mayas et d'autres tribus d'Amérique centrale ait été transférée de l'Égypte ancienne. Cela a été possible, selon le scientifique, car autrefois, dans l'Antiquité, les gens traversaient l'océan Atlantique sur des bateaux en papyrus. Les alizés ont également aidé Heyerdahl à prouver la validité de cette hypothèse.

Avec un groupe de satellites partageant les mêmes idées, il a effectué deux voyages sur des bateaux en papyrus "Ra-1" et "Ra-2". Le premier bateau ("Ra-1") s'est effondré avant d'atteindre côte américaine plusieurs dizaines de kilomètres. L'équipage était en grave danger, mais tout s'est bien passé. Le bateau pour le deuxième voyage ("Ra-2") a été tricoté par des "spécialistes classe supérieure" - Indiens des Andes centrales. En quittant le port de Safi (Maroc), le papyrus "Ra-2" après 56 jours a traversé l'océan Atlantique et atteint l'île de la Barbade (à environ 300-350 km de la côte du Venezuela), après avoir parcouru 6100 km de trajet . Au début, l'alizé du nord-est conduisait le bateau, et à partir du milieu de l'océan, l'alizé de l'est.

La nature scientifique de la deuxième hypothèse de Heyerdahl a été prouvée. Mais autre chose a également été prouvé: malgré le bon déroulement du voyage, un bateau attaché à partir de fagots de papyrus, de roseaux, de roseaux ou d'autres usine d'eau ne convient pas à la baignade dans l'océan. De tels "matériaux de construction navale" ne devraient pas être utilisés, car il se mouille rapidement et s'enfonce dans l'eau. Eh bien, s'il y a encore des amateurs qui sont obsédés par le désir de traverser l'océan à la nage sur une embarcation exotique, alors qu'ils gardent à l'esprit qu'un radeau en bois de balsa est plus fiable qu'un bateau en papyrus, et aussi qu'un tel voyage est toujours et dans tous les cas dangereux.

© Vladimir Kalanov,
"Savoir c'est pouvoir"

Le mouvement des masses d'air doit conduire, en premier lieu, au lissage des gradients bariques et de température. Cependant, sur notre planète en rotation avec différentes propriétés de capacité thermique de la surface de la terre, différentes réserves de chaleur des terres, des mers et des océans, la présence de courants océaniques chauds et froids, polaires et glace continentale les processus sont très complexes et souvent les contrastes de la teneur en chaleur des différentes masses d'air non seulement ne s'atténuent pas, mais au contraire augmentent.[ ...]

Le mouvement des masses d'air au-dessus de la surface de la Terre est déterminé par de nombreuses raisons, notamment la rotation de la planète, le réchauffement inégal de sa surface par le Soleil, la formation de zones de basse (cyclones) et de haute (anticyclones) pressions, plates ou terrain montagneux, et bien plus encore. De plus, à différentes hauteurs, la vitesse, la stabilité et la direction des flux d'air sont très différentes. Par conséquent, le transfert des polluants entrant dans différentes couches de l'atmosphère se déroule à des vitesses différentes et parfois dans d'autres directions que dans la couche de surface. Avec de très fortes émissions liées à hautes énergies, la pollution tombant dans des couches élevées, jusqu'à 10-20 km, de l'atmosphère, peut parcourir des milliers de kilomètres en quelques jours, voire quelques heures. Ainsi, les cendres volcaniques rejetées par l'explosion du volcan Krakatau en Indonésie en 1883 ont été observées sous la forme de nuages ​​particuliers au-dessus de l'Europe. Tomber intensité différente après test particulièrement puissant bombes à hydrogène est tombé presque sur toute la surface de la Terre.[ ...]

Le mouvement des masses d'air - le vent résultant de la différence de température et de pression dans différentes régions de la planète affecte non seulement les propriétés physiques et chimiques de l'air lui-même, mais également l'intensité du transfert de chaleur, les changements d'humidité, de pression, de composition de l'air, réduisant ou augmentant la quantité de pollution.[ ...]

Le mouvement des masses d'air peut être sous la forme de leur mouvement passif de nature convective ou sous la forme de vent - en raison de l'activité cyclonique de l'atmosphère terrestre. Dans le premier cas, la colonisation des spores, du pollen, des graines, des micro-organismes et des petits animaux est assurée, qui ont des adaptations spéciales pour cela - anémochores: très petites tailles, appendices en forme de parachute, etc. (Fig. 2.8). Toute cette masse d'organismes s'appelle l'aéroplancton. Dans le second cas, le vent transporte également de l'aéroplancton, mais sur des distances beaucoup plus longues, alors qu'il peut également transporter des polluants vers de nouvelles zones, etc.[ ...]

Le mouvement des masses d'air (vent). Comme on le sait, la raison de la formation des flux de vent et du mouvement des masses d'air est le réchauffement inégal des différentes parties de la surface de la terre, associé à des chutes de pression. Le flux de vent est dirigé vers les basses pressions, mais la rotation de la Terre affecte également la circulation des masses d'air à l'échelle mondiale. Dans la couche d'air superficielle, le mouvement des masses d'air affecte tous les facteurs météorologiques de l'environnement, c'est-à-dire le climat, y compris la température, l'humidité, l'évaporation de la terre et de la mer, ainsi que la transpiration des plantes.[ ...]

MOUVEMENT CYCLONE ANOMAL. Le mouvement du cyclone dans une direction s'écartant fortement de l'habituel, c'est-à-dire de moitié est horizon à l'ouest ou le long du méridien. A.P.C. est associé à la direction anormale du flux principal, qui à son tour est due à la distribution inhabituelle des masses d'air chaud et froid dans la troposphère.[ ...]

TRANSFORMATION DE LA MASSE D'AIR. 1. Un changement progressif des propriétés de la masse d'air au cours de son mouvement en raison de changements dans les conditions de la surface sous-jacente (transformation relative).[ ...]

La troisième raison du mouvement des masses d'air est dynamique, ce qui contribue à la formation de zones de haute pression. En raison du fait que la plus grande chaleur vient de la zone équatoriale, les masses d'air montent jusqu'à 18 km ici. Par conséquent, une condensation intense et des précipitations sous forme d'averses tropicales sont observées. Aux latitudes dites "à cheval" (environ 30° N et 30° S), des masses d'air froid et sec, descendant et se réchauffant de manière adiabatique, absorbent intensément l'humidité. Par conséquent, sous ces latitudes, les principaux déserts de la planète se forment naturellement. Ils se sont principalement formés dans les parties occidentales des continents. Les vents d'ouest venant de l'océan ne contiennent pas assez d'humidité pour être transférés à l'air sec descendant. Par conséquent, il y a très peu de précipitations.[ ...]

La formation et le mouvement des masses d'air, l'emplacement et les trajectoires des cyclones et des anticyclones ont grande importance pour faire des prévisions météorologiques. Une carte synoptique donne une représentation visuelle de l'état du temps en ce moment sur un vaste territoire.[ ...]

TRANSFERT MÉTÉO. Le mouvement de certaines conditions météorologiques avec leurs "porteurs" - masses d'air, fronts, cyclones et anticyclones.[ ...]

Dans une étroite bande frontalière séparant les masses d'air, apparaissent des zones frontales (fronts), caractérisées par un état instable d'éléments météorologiques: température, pression, humidité, direction et vitesse du vent. Ici, avec une clarté exceptionnelle, le plus important géographie physique le principe du contraste des médias, qui se traduit par une activation nette de l'échange de matière et d'énergie dans la zone de contact (contact) de propriétés différentes complexes naturels et leurs composants (F. N. Milkov, 1968). L'échange actif de matière et d'énergie entre les masses d'air dans les zones frontales se manifeste par le fait que c'est ici que se produisent l'origine, le mouvement avec augmentation simultanée de puissance et, finalement, l'extinction des cyclones.[ ...]

L'énergie solaire provoque des mouvements planétaires des masses d'air en raison de leur chauffage inégal. Des processus grandioses de circulation atmosphérique apparaissent, qui sont de nature rythmique.[ ...]

Si dans une atmosphère libre avec des mouvements turbulents de masses d'air, ce phénomène ne joue pas de rôle notable, alors dans un air intérieur stationnaire ou à faible mouvement, cette différence doit être prise en compte. À proximité de la surface divers organes nous aurons une couche avec un certain excès d'ions d'air négatifs, tandis que l'air environnant sera enrichi d'ions d'air positifs.[ ...]

Les changements météorologiques non périodiques sont causés par le mouvement des masses d'air d'une zone géographique à une autre dans système commun circulation atmosphérique.[ ...]

Du fait qu'à haute altitude la vitesse de déplacement des masses d'air atteint 100 m/s, les ions se déplaçant dans un champ magnétique peuvent être déplacés, bien que ces déplacements soient insignifiants par rapport au transfert dans un courant. Il est important pour nous que dans les zones polaires, là où les lignes de force champ magnétique La terre se referme sur sa surface, la distorsion de l'ionosphère est très importante. Le nombre d'ions, dont l'oxygène ionisé, dans les couches supérieures de l'atmosphère des zones polaires est réduit. Mais la principale raison de la faible teneur en ozone dans la région des pôles est la faible intensité du rayonnement solaire, qui tombe même pendant la journée polaire à de petits angles par rapport à l'horizon, et est complètement absent pendant la nuit polaire. En soi, le rôle d'écran de la couche d'ozone dans les régions polaires n'est pas si important précisément à cause de la position basse du Soleil au-dessus de l'horizon, ce qui exclut la forte intensité du rayonnement UV de la surface. Cependant, la zone des "trous" polaires dans couche d'ozone est un indicateur fiable des changements dans l'ozone atmosphérique total.[ ...]

Les mouvements horizontaux de translation des masses d'eau associés au déplacement de volumes d'eau importants sur de longues distances sont appelés courants. Les courants apparaissent sous l'influence de divers facteurs, tels que le vent (c'est-à-dire le frottement et la pression des masses d'air en mouvement à la surface de l'eau), les changements dans la répartition de la pression atmosphérique, la répartition inégale de la densité eau de mer(c'est-à-dire le gradient de pression horizontal des eaux de densités différentes aux mêmes profondeurs), les forces de marée de la Lune et du Soleil. La nature du mouvement des masses d'eau est également influencée de manière significative par les forces secondaires, qui elles-mêmes ne le provoquent pas, mais ne se manifestent qu'en présence de mouvement. Ces forces incluent la force qui résulte de la rotation de la Terre - la force de Coriolis, les forces centrifuges, le frottement des eaux sur le fond et les côtes des continents, le frottement interne. La répartition des terres et des mers, la topographie des fonds et les contours des côtes ont une grande influence sur les courants marins. Les courants sont classés principalement par origine. En fonction des forces qui les excitent, les courants sont combinés en quatre groupes : 1) frottement (vent et dérive), 2) gradient-gravitationnel, 3) marée, 4) inertiel.[ ...]

éoliennes et bateau à voile le silon du mouvement des masses d'air se déplace en raison de son échauffement par le soleil et de la création de courants d'air ou de vents. une.[ ...]

CONTRÔLE DE MOUVEMENT. La formulation du fait que le mouvement des masses d'air et les perturbations troposphériques se produisent principalement dans la direction des isobares (isohypses) et, par conséquent, des courants d'air de la haute troposphère et de la basse stratosphère.[ ...]

Ceci, à son tour, peut entraîner une violation du mouvement des masses d'air à proximité des zones industrielles situées à côté d'un tel parc et une augmentation de la pollution de l'air.[ ...]

La plupart des phénomènes météorologiques dépendent du fait que les masses d'air sont stables ou instables. Avec de l'air stable, les mouvements verticaux y sont difficiles, avec de l'air instable, au contraire, ils se développent facilement. Le critère de stabilité est le gradient de température observé.[ ...]

Hydrodynamique, type fermé avec pression de coussin d'air réglable, avec amortisseur de pulsations. Structurellement, il se compose d'un corps avec une lèvre inférieure, un collecteur avec un mécanisme d'inclinaison, un turbulateur, une lèvre supérieure avec un mécanisme de mouvement vertical et horizontal, des mécanismes de réglage fin du profil de la fente de sortie avec la possibilité de contrôler automatiquement le profil transversal de la bande de papier. Les surfaces des parties de la boîte qui entrent en contact avec la masse sont soigneusement polies et électropolies.[ ...]

La température potentielle, contrairement à la température moléculaire T, reste constante pendant les mouvements adiabatiques secs d'une même particule d'air. Si, au cours du déplacement de la masse d'air, sa température potentielle a changé, il y a alors entrée ou sortie de chaleur. L'adiabat sec est une ligne d'égale température potentielle.[ ...]

Le cas le plus typique de dispersion est le mouvement d'un jet de gaz dans un milieu en mouvement, c'est-à-dire lors du mouvement horizontal des masses d'air de l'atmosphère.[ ...]

La principale raison des oscillations OS de courte période, selon le concept proposé en 1964 par l'auteur de l'ouvrage, est le mouvement horizontal de l'axe ST, qui est directement lié au mouvement des ondes longues dans l'atmosphère. De plus, la direction du vent dans la stratosphère au-dessus du lieu d'observation ne joue pas un rôle significatif. En d'autres termes, les fluctuations à court terme de l'OS sont causées par un changement des masses d'air dans la stratosphère au-dessus du site d'observation, puisque ces masses séparent ST.[ ...]

Sur l'état de la surface libre des réservoirs en raison de la grande superficie de leur surface Forte influence exerce le vent. L'énergie cinétique du flux d'air est transférée aux masses d'eau par des forces de frottement à l'interface entre deux milieux. Une partie de l'énergie transférée est dépensée pour la formation d'ondes et l'autre partie est utilisée pour créer un courant de dérive, c'est-à-dire mouvement progressif des couches superficielles d'eau dans la direction du vent. Dans les réservoirs de taille limitée, le déplacement des masses d'eau par un courant de dérive entraîne une déformation de la surface libre. Sur la côte au vent, le niveau de l'eau baisse - une onde de vent se produit, sur la côte sous le vent, le niveau monte - une onde de vent se produit. Aux réservoirs de Tsimlyansk et de Rybinsk, des différences de niveau de 1 m ou plus ont été enregistrées près des côtes sous le vent et au vent. Avec un vent long, le biais devient stable. Les masses d'eau amenées sur la côte sous le vent par un courant de dérive sont déviées en sens inverse par un courant de gradient proche du fond.[ ...]

Les résultats obtenus sont basés sur la résolution du problème pour des conditions stationnaires. Cependant, les échelles de terrain considérées sont relativement petites et le temps de déplacement de la masse d'air ¿ = l:/u est faible, ce qui permet de se limiter à la considération paramétrique des caractéristiques du flux d'air venant en sens inverse.[ . ..]

Mais l'Arctique glacial crée des difficultés dans l'agriculture non seulement à cause des hivers froids et longs. Arctique froid, donc déshydraté : les masses d'air ne se réchauffent pas lors du mouvement printemps-été. Plus la température est élevée, plus il y en a! il faut de l'humidité pour le saturer. I. P. Gerasimov et K. K. Mkov ont noté qu '«à l'heure actuelle, une simple augmentation de la couverture de glace du bassin arctique provoque. . . zas ; en Ukraine et dans la région de la Volga » 2.[ ...]

En 1889, un nuage géant de criquets a volé de la côte de l'Afrique du Nord à travers la mer Rouge jusqu'en Arabie. Le mouvement des insectes a duré une journée entière et leur masse était de 44 millions de tonnes. V.I. Vernadsky considérait ce fait comme une preuve de l'énorme pouvoir de la matière vivante, une expression de la pression de la vie, s'efforçant de capturer la Terre entière. En même temps, il y voyait un processus biogéochimique - la migration d'éléments inclus dans la biomasse du criquet, une migration tout à fait particulière - dans l'air, sur de longues distances, non conforme au mode habituel de déplacement des masses d'air dans l'atmosphère.[ ...]

Ainsi, le principal facteur déterminant la vitesse des vents catabatiques est la différence de température entre la couverture de glace et l'atmosphère 0 et l'angle d'inclinaison de la surface de la glace. Le mouvement de la masse d'air refroidie sur la pente du dôme de glace de l'Antarctique est renforcé par les effets de la chute de la masse d'air depuis la hauteur du dôme de glace et l'influence des gradients bariques dans l'anticyclone antarctique. Les gradients bariques horizontaux, étant un élément de la formation des vents catabatiques en Antarctique, contribuent à une augmentation de l'écoulement d'air vers la périphérie du continent, principalement en raison de sa surfusion près de la surface de la calotte glaciaire et de la pente de la glace dôme vers la mer.[ ...]

L'analyse des cartes synoptiques est la suivante. Selon les informations reportées sur la carte, l'état réel de l'atmosphère au moment de l'observation est établi : la répartition et la nature des masses d'air et des fronts, la localisation et les propriétés des perturbations atmosphériques, la localisation et la nature des nuages ​​et des précipitations, répartition de la température, etc. pour des conditions données de circulation atmosphérique. En compilant des cartes pour différentes périodes, vous pouvez suivre celles-ci pour les changements de l'état de l'atmosphère, en particulier pour le mouvement et l'évolution des perturbations atmosphériques, le mouvement, la transformation et l'interaction des masses d'air, etc. La présentation des conditions atmosphériques sur les cartes synoptiques offrent une occasion commode d'obtenir des informations sur l'état du temps.[ . ..]

Processus atmosphériques à grande échelle étudiés à l'aide de cartes synoptiques et qui sont à l'origine du régime météorologique sur de vastes zones géographiques. C'est l'émergence, le mouvement et le changement des propriétés des masses d'air et des fronts atmosphériques ; l'émergence, le développement et le mouvement des perturbations atmosphériques - cyclones et anticyclones, l'évolution des systèmes de condensation, intramasse et frontale, en lien avec les processus ci-dessus, etc.[ ...]

Jusqu'à ce que le traitement chimique aérien soit complètement exclu, il est nécessaire d'améliorer son application grâce à la sélection la plus minutieuse des objets, en réduisant la probabilité de "démolitions" - mouvements de sciage des masses d'air, dosage contrôlé, etc. Pour les soins primaires dans les clairières à travers l'utilisation d'herbicides, il est conseillé d'utiliser des diagnostics typologiques dans une plus grande mesure des défrichements. La chimie est un puissant moyen d'entretien des forêts. Mais il est important que les soins chimiques ne se transforment pas en empoisonnement de la forêt, de ses habitants et de ses visiteurs.[ ...]

Dans la nature qui nous entoure, l'eau est en mouvement constant - et ce n'est qu'un des nombreux cycles naturels des substances dans la nature. Quand nous disons « mouvement », nous entendons non seulement le mouvement de l'eau en tant que corps physique (flux), non seulement son mouvement dans l'espace, mais surtout le passage de l'eau d'un état physique à un autre. Dans la figure 1, vous pouvez voir comment fonctionne le cycle de l'eau. À la surface des lacs, des rivières et des mers, l'eau sous l'influence de l'énergie solaire se transforme en vapeur d'eau - ce processus s'appelle l'évaporation. De la même manière, l'eau s'évapore de la surface de la couverture de neige et de glace, des feuilles des plantes et des corps des animaux et des humains. La vapeur d'eau avec des flux d'air plus chauds monte dans la haute atmosphère, où elle se refroidit progressivement et se transforme à nouveau en liquide ou se transforme en un état solide - ce processus est appelé condensation. Dans le même temps, l'eau se déplace avec le mouvement des masses d'air dans l'atmosphère (vents). À partir des gouttelettes d'eau et des cristaux de glace qui en résultent, des nuages ​​se forment, à partir desquels, à la fin, de la pluie ou de la neige tombe sur le sol. L'eau retournée à la terre sous forme de précipitations s'écoule le long des pentes et s'accumule dans les ruisseaux et les rivières qui se jettent dans les lacs, les mers et les océans. Une partie de l'eau s'infiltre à travers le sol et les roches, atteint les eaux souterraines et les eaux souterraines, qui, en règle générale, se déversent également dans les rivières et autres plans d'eau. Ainsi, le cercle se referme et peut se répéter indéfiniment dans la nature.[ ...]

MÉTÉOROLOGIE SYNOPTIQUE. Discipline météorologique, qui a pris forme dans la seconde moitié du XIXe siècle. et surtout au 20e siècle; la doctrine des processus atmosphériques à grande échelle et la prévision météorologique basée sur leur étude. Ces processus sont l'émergence, l'évolution et le mouvement des cyclones et des anticyclones, qui sont étroitement liés à l'émergence, au mouvement et à l'évolution des masses d'air et des fronts entre eux. L'étude de ces processus synoptiques est réalisée à l'aide d'une analyse systématique des cartes synoptiques, des coupes verticales de l'atmosphère, des diagrammes aérologiques et d'autres moyens auxiliaires. Le passage d'une analyse synoptique des conditions de circulation sur de vastes étendues de la surface terrestre à leur prévision et à la prévision des conditions météorologiques qui leur sont associées est encore largement réduit à l'extrapolation et aux conclusions qualitatives des dispositions de la météorologie dynamique. Cependant, au cours des 25 dernières années, la prévision numérique (hydrodynamique) des champs météorologiques a été de plus en plus utilisée en résolvant numériquement les équations de la thermodynamique atmosphérique sur des calculateurs électroniques. Voir également le service météo, les prévisions météorologiques et un certain nombre d'autres termes. Synonyme courant : prévisions météorologiques.[ ...]

Le cas de la propagation des jets que nous avons analysé n'est pas typique, car il y a très peu de périodes calmes dans presque toutes les régions. Par conséquent, le cas le plus typique de diffusion est le mouvement d'un jet de gaz dans un milieu en mouvement, c'est-à-dire en présence d'un mouvement horizontal de masses d'air atmosphérique.[ ...]

Il est évident que simplement la température de l'air T n'est pas une caractéristique conservatrice de la teneur en chaleur de l'air. Ainsi, à contenu calorifique constant d'un volume d'air individuel (mole turbulente), sa température peut varier en fonction de la pression (1.1). La pression atmosphérique, comme nous le savons, diminue avec l'altitude. En conséquence, le mouvement vertical de l'air entraîne des modifications de son volume spécifique. Dans ce cas, le travail d'expansion est réalisé, ce qui entraîne des changements de température des particules d'air même dans le cas où les processus sont isentropiques (adiabatiques), c'est-à-dire il n'y a pas d'échange de chaleur d'un élément de masse individuel avec l'espace environnant. Les changements de température de l'air se déplaçant verticalement correspondront à des gradients diabatiques secs ou diabatiques humides, selon la nature du processus thermodynamique.

Depuis que je suis enfant, je suis fasciné par les mouvements invisibles qui nous entourent : une douce brise tourbillonnant feuilles d'automne dans une cour exiguë ou un puissant cyclone hivernal. Il s'avère que ces processus ont des lois physiques tout à fait compréhensibles.

Quelles sont les forces qui font bouger les masses d'air

L'air chaud est plus léger que l'air froid - ce principe simple peut expliquer le mouvement de l'air sur la planète. Tout commence à l'équateur. Ici, les rayons du soleil tombent à angle droit sur la surface de la Terre et une petite particule d'air équatorial reçoit un peu plus de chaleur que les particules voisines. Cette particule chaude devient plus légère que les particules voisines, ce qui signifie qu'elle commence à flotter jusqu'à ce qu'elle perde toute sa chaleur et recommence à couler. Mais un mouvement descendant s'opère déjà dans les trentièmes latitudes de l'hémisphère nord ou sud.

S'il n'y avait pas de forces supplémentaires, l'air se déplacerait de l'équateur vers les pôles. Mais il n'y a pas une, mais plusieurs forces à la fois qui font bouger les masses d'air :

• Le pouvoir de la flottabilité. Lorsque l'air chaud monte et que l'air froid reste bas.
• Force de Coriolis. Je vous en parle un peu plus bas.
• Le relief de la planète. Combinaisons de mers et d'océans, de montagnes et de plaines.

La force déflectrice de la rotation de la Terre

Ce serait plus facile pour les météorologues si notre planète ne tournait pas. Mais elle tourne ! Cela génère la force de déviation de la rotation de la Terre ou la force de Coriolis. En raison du mouvement de la planète, cette particule d'air très "légère" est non seulement déplacée, disons, vers le nord, mais se déplace également vers la droite. Ou il est forcé vers le sud et dévie vers la gauche.

C'est ainsi que naissent les vents constants de direction ouest ou est. Peut-être avez-vous entendu parler du courant des Vents d'Ouest ou des Quarantièmes Rugissants ? Ces mouvements constants de l'air sont précisément dus à la force de Coriolis.

Mers et océans, montagnes et plaines

Le relief apporte la confusion finale. La répartition des terres et des océans modifie la circulation classique. Ainsi, dans l'hémisphère sud, il y a beaucoup moins de terres que dans le nord, et rien n'empêche l'air de se déplacer sur la surface de l'eau dans la direction dont il a besoin, il n'y a pas de montagnes ou de grandes villes, tandis que l'Himalaya change radicalement la circulation de l'air dans leur domaine.

L'atmosphère n'est pas uniforme. Dans sa composition, en particulier près de la surface de la terre, on distingue les masses d'air.

Les masses d'air sont de grands volumes d'air séparés qui ont certains propriétés communes(température, humidité, transparence, etc.) et en mouvement dans son ensemble. Cependant, à l'intérieur de ce volume, les vents peuvent être différents. Les propriétés de la masse d'air sont déterminées par la région de sa formation. Il les acquiert au cours du contact avec la surface sous-jacente, sur laquelle il se forme ou s'attarde. Les masses d'air ont des propriétés différentes. Par exemple, l'air de l'Arctique a des températures basses, tandis que l'air des tropiques a des températures élevées en toutes saisons de l'année, l'air de l'Atlantique Nord diffère considérablement de l'air du continent eurasien. Les dimensions horizontales des masses d'air sont énormes, elles sont à la mesure des continents et des océans ou de leurs grandes parties. Il existe des types principaux (zonaux) de masses d'air qui se forment dans des ceintures de pression atmosphérique différente : arctique (antarctique), tempérée (polaire), tropicale et équatoriale. Les masses d'air zonales sont divisées en maritimes et continentales - en fonction de la nature de la surface sous-jacente dans la zone de leur formation.

L'air arctique se forme au-dessus de l'océan Arctique et, en hiver, également au-dessus du nord de l'Eurasie et de l'Amérique du Nord. L'air se caractérise par une basse température, une faible teneur en humidité, une bonne visibilité et une bonne stabilité. Ses intrusions dans les latitudes tempérées provoquent un refroidissement important et brutal et déterminent un temps majoritairement clair et légèrement nuageux. L'air arctique est divisé en les variétés suivantes.

Air arctique maritime (mAv) - formé dans l'Arctique européen plus chaud et sans glace avec une température plus élevée et une teneur en humidité plus élevée. Ses incursions sur le continent en hiver provoquent un réchauffement.

Air arctique continental (cAv) - formé au-dessus de l'Arctique glacial central et oriental et de la côte nord des continents (en hiver). L'air est très basses températures, faible teneur en humidité. L'invasion du KAV sur le continent provoque un fort refroidissement par temps clair et bonne visibilité.

Un analogue de l'air arctique dans l'hémisphère sud est l'air antarctique, mais son influence s'étend principalement aux surfaces maritimes adjacentes, moins souvent à la pointe sud de l'Amérique du Sud.

Air modéré (polaire). C'est l'air des latitudes tempérées. Il a également deux sous-types. Air tempéré continental (CW), qui se forme sur les vastes surfaces des continents. En hiver, il fait très froid et stable, le temps est généralement clair avec de fortes gelées. En été, il fait très chaud, des courants ascendants s'y développent, des nuages ​​se forment, il pleut souvent, des orages sont observés. L'air marin tempéré (MOA) se forme aux latitudes moyennes au-dessus des océans et est transporté vers les continents par les vents d'ouest et les cyclones. Il se caractérise par une humidité élevée et des températures modérées. En hiver, MUW apporte un temps nuageux, de fortes précipitations et des températures plus élevées (dégel). En été, il apporte aussi beaucoup de nébulosité, des pluies ; la température baisse à son entrée.

L'air tempéré pénètre dans les latitudes polaires, subtropicales et tropicales.

L'air tropical se forme aux latitudes tropicales et subtropicales, et en été - dans les régions continentales au sud des latitudes tempérées. Il existe deux sous-types d'air tropical. L'air tropical continental (cTw) se forme au-dessus de la terre, caractérisé par hautes températures, sécheresse et poussière. L'air tropical marin (mTw) se forme au-dessus des zones tropicales (zones océaniques tropicales), caractérisées par une température et une humidité élevées.

L'air tropical pénètre dans les latitudes tempérées et équatoriales.

L'air équatorial se forme dans la zone équatoriale à partir de l'air tropical apporté par les alizés. Il se caractérise par des températures élevées et une humidité élevée tout au long de l'année. De plus, ces qualités sont préservées à la fois sur terre et sur mer, par conséquent, l'air équatorial n'est pas divisé en sous-types marins et continentaux.

Les masses d'air sont en mouvement constant. De plus, si les masses d'air se déplacent vers des latitudes plus élevées ou vers une surface plus froide, elles sont dites chaudes, car elles apportent un réchauffement. Les masses d'air se déplaçant vers des latitudes plus basses ou vers une surface plus chaude sont appelées masses d'air froid. Ils apportent du froid.

En se déplaçant vers d'autres zones géographiques, les masses d'air changent progressivement leurs propriétés, principalement la température et l'humidité, c'est-à-dire déplacer vers d'autres types de masses d'air. Le processus de transformation des masses d'air d'un type à un autre sous l'influence des conditions locales est appelé transformation. Par exemple, l'air tropical, pénétrant vers l'équateur et dans les latitudes tempérées, se transforme respectivement en air équatorial et tempéré. L'air tempéré marin, une fois dans les profondeurs des continents, se refroidit en hiver, se réchauffe en été et s'assèche toujours, se transformant en air continental tempéré.

Toutes les masses d'air sont interconnectées dans le processus de leur mouvement constant, dans le processus de circulation générale de la troposphère.

Schéma de circulation atmosphérique

Air dans l'atmosphère est en mouvement constant. Il se déplace à la fois horizontalement et verticalement.

La cause profonde du mouvement de l'air dans l'atmosphère est la distribution inégale radiation solaire et l'hétérogénéité de la surface sous-jacente. Ils provoquent une température de l'air inégale et, par conséquent, une pression atmosphérique au-dessus de la surface de la terre.

La différence de pression crée un mouvement d'air qui se déplace des zones de haute pression vers les zones de basse pression. En cours de déplacement, les masses d'air sont déviées par la force de rotation de la Terre.

(Rappelez-vous comment les corps se déplacent dans les hémisphères nord et sud s'écartent.)

Bien sûr, vous avez remarqué comment une légère brume se forme sur l'asphalte par une chaude journée d'été. C'est chauffé air léger se dresse. Une image similaire mais beaucoup plus grande peut être vue à l'équateur. L'air très chaud monte constamment, formant des courants ascendants.

Par conséquent, une ceinture à basse pression constante se forme ici près de la surface.
L'air qui s'est élevé au-dessus de l'équateur dans les couches supérieures de la troposphère (10-12 km) se propage aux pôles. Progressivement, il se refroidit et commence à descendre environ au-dessus de 30 t° de latitude nord et sud.

Ainsi, un excès d'air se forme, ce qui contribue à la formation d'une ceinture de haute pression tropicale dans la couche superficielle de l'atmosphère.

Dans les régions circumpolaires, l'air est froid, lourd et descend, provoquant des mouvements descendants. En conséquence, une haute pression se forme dans les couches proches de la surface de la ceinture polaire.

Des fronts atmosphériques actifs se forment entre les ceintures anticycloniques tropicales et polaires aux latitudes tempérées. L'air massivement plus froid déplace l'air plus chaud vers le haut, provoquant des courants ascendants.

En conséquence, une ceinture de basse pression de surface se forme dans les latitudes tempérées.

Carte des zones climatiques de la Terre

Si la surface terrestre était uniforme, les ceintures de pression atmosphérique se répandraient en bandes continues. Cependant, la surface de la planète est une alternance d'eau et de terre, qui ont des propriétés différentes. La terre se réchauffe et se refroidit rapidement.

L'océan, au contraire, se réchauffe et restitue lentement sa chaleur. C'est pourquoi les ceintures de pression atmosphérique sont déchirées en sections séparées - zones de haute et basse pression. Certains d'entre eux existent toute l'année, d'autres - à une certaine saison.

Sur Terre, les ceintures de haute et basse pression alternent naturellement. Haute pression - aux pôles et près des tropiques, basse - à l'équateur et aux latitudes tempérées.

Types de circulation atmosphérique

Il existe plusieurs liens puissants dans la circulation des masses d'air dans l'atmosphère terrestre. Tous sont actifs et inhérents à certaines zones latitudinales. Par conséquent, ils sont appelés types zonaux de circulation atmosphérique.

Près de la surface de la Terre, les courants d'air se déplacent de la ceinture anticyclonique tropicale vers l'équateur. Sous l'influence de la force résultant de la rotation de la Terre, ils s'écartent vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans l'hémisphère sud.

C'est ainsi que se forment des vents puissants et constants - les alizés. Dans l'hémisphère nord, les alizés soufflent dans la direction du nord-est et dans l'hémisphère sud - du sud-est. Ainsi, le premier type zonal de circulation atmosphérique - Alizé.

L'air se déplace des tropiques vers les latitudes tempérées. S'écartant sous l'influence de la force de rotation de la Terre, ils commencent à se déplacer progressivement d'ouest en est. C'est ce flux venant de l'Atlantique qui couvre les latitudes tempérées de toute l'Europe, y compris l'Ukraine. Le transport aérien occidental dans les latitudes tempérées est le deuxième type zonal de circulation atmosphérique planétaire.

Le mouvement de l'air des ceintures subpolaires de haute pression vers les latitudes tempérées, où la pression est basse, est également régulier.

Sous l'influence de la force de déviation de la rotation de la Terre, cet air se déplace du nord-est dans l'hémisphère nord et du sud-est - dans l'hémisphère sud. Le flux subpolaire oriental des masses d'air forme le troisième type zonal de circulation atmosphérique.

Sur la carte de l'atlas, trouvez les zones latitudinales où dominent divers types de circulation d'air zonale.

En raison du réchauffement inégal de la terre et de l'océan, le schéma zonal de mouvement des masses d'air est violé. Par exemple, à l'est de l'Eurasie sous les latitudes tempérées, le transfert aérien occidental ne fonctionne que pendant six mois - en hiver. En été, lorsque le continent se réchauffe, les masses d'air se déplacent vers la terre avec la fraîcheur de l'océan.

C'est ainsi que se produit le transport aérien de la mousson. Le changement de direction du mouvement de l'air deux fois par an est un trait caractéristique de la circulation de la mousson. La mousson d'hiver est un flux d'air relativement froid et sec du continent vers l'océan.

mousson d'été- le mouvement de l'air humide et chaud dans la direction opposée.

Types zonaux de circulation atmosphérique

Il y a trois principaux type zonal de circulation atmosphérique: alizé, transport aérien ouest et débit massique d'air circumpolaire est. Le transport aérien de mousson perturbe le schéma général de la circulation atmosphérique et est un type de circulation azonale.

Circulation générale de l'atmosphère (page 1 sur 2)

Ministère des sciences et de l'éducation de la République du Kazakhstan

Académie d'économie et de droit du nom de U.A. Dzholdasbekova

Académie de la Faculté des sciences humaines et économiques

Par discipline : Écologie

Sur le thème : "Circulation générale de l'atmosphère"

Complété par: Tsarskaya Margarita

Groupe 102A

Vérifié par : Omarov B.B.

Taldykorgan 2011

Introduction

1. Généralités sur la circulation atmosphérique

2. Facteurs qui déterminent la circulation générale de l'atmosphère

3. Cyclones et anticyclones.

4. Vents affectant la circulation générale de l'atmosphère

5. Effet sèche-cheveux

6. Schéma de la circulation générale "Planet Machine"

Conclusion

Liste de la littérature utilisée

Introduction

Dans les pages de la littérature scientifique récente, on rencontre souvent le concept de circulation générale de l'atmosphère, dont chaque spécialiste comprend à sa manière le sens. Ce terme est systématiquement utilisé par les spécialistes impliqués dans la géographie, l'écologie et la partie supérieure de l'atmosphère.

La circulation générale de l'atmosphère s'intéresse de plus en plus aux météorologues et climatologues, biologistes et médecins, hydrologues et océanologues, botanistes et zoologistes, et bien entendu écologistes.

Pas consensus si la direction scientifique indiquée est apparue récemment ou si la recherche se poursuit ici depuis des siècles.

Vous trouverez ci-dessous les définitions de la circulation générale de l'atmosphère, en tant qu'ensemble de sciences, et les facteurs qui l'influencent sont énumérés.

Une certaine liste de réalisations est donnée: hypothèses, développements et découvertes qui marquent certains jalons dans l'histoire de cet ensemble de sciences et donnent une certaine idée de l'éventail des problèmes et des tâches envisagés par celui-ci.

Les caractéristiques distinctives de la circulation générale de l'atmosphère sont décrites, ainsi que le schéma le plus simple de la circulation générale appelée "machine planétaire" est présenté.

1. Informations générales sur la circulation atmosphérique

La circulation générale de l'atmosphère (lat. Circulatio - rotation, grec atmos - vapeur et sphaira - boule) est un ensemble de courants d'air à grande échelle dans les tropo- et stratosphères. Il en résulte un échange de masses d'air dans l'espace, ce qui contribue à la redistribution de la chaleur et de l'humidité.

La circulation générale de l'atmosphère s'appelle la circulation de l'air sur le globe, entraînant son transfert des basses latitudes aux hautes latitudes et inversement.

La circulation générale de l'atmosphère est déterminée par des zones de haute pression atmosphérique dans les régions subpolaires et les latitudes tropicales et des zones de basse pression dans les latitudes tempérées et équatoriales.

Le mouvement des masses d'air se produit à la fois dans les directions latitudinale et méridienne. Dans la troposphère, la circulation de l'atmosphère comprend les alizés, les courants d'air d'ouest des latitudes tempérées, les moussons, les cyclones et les anticyclones.

La raison du mouvement des masses d'air est la répartition inégale de la pression atmosphérique et le réchauffement par le Soleil de la surface des terres, des océans, de la glace à différentes latitudes, ainsi que l'effet de déviation sur les flux d'air de la rotation de la Terre.

Les principaux schémas de circulation atmosphérique sont constants.

Dans la basse stratosphère, les courants-jets d'air aux latitudes tempérées et subtropicales sont principalement occidentaux et aux latitudes tropicales - orientales, et ils vont à une vitesse pouvant atteindre 150 m / s (540 km / h) par rapport à la surface de la terre.

Dans la basse troposphère, les directions dominantes du transport aérien diffèrent selon les zones géographiques.

Aux latitudes polaires, vents d'est; dans l'ouest tempéré avec des perturbations fréquentes par les cyclones et les anticyclones, les alizés et les moussons sont les plus stables sous les latitudes tropicales.

Du fait de la diversité de la surface sous-jacente, des déviations régionales - des vents locaux - apparaissent sur la forme de la circulation générale de l'atmosphère.

2. Facteurs qui déterminent la circulation générale de l'atmosphère

- une répartition inégale énergie solaire sur la surface de la terre et, par conséquent, une répartition inégale de la température et de la pression atmosphérique.

- Forces de Coriolis et frottement, sous l'influence desquels les flux d'air acquièrent une direction latitudinale.

– L'influence de la surface sous-jacente : la présence de continents et d'océans, l'hétérogénéité du relief, etc.

La distribution des courants d'air à la surface de la terre a un caractère zonal. Aux latitudes équatoriales - on observe des vents variables calmes ou faibles. Les alizés dominent la zone tropicale.

Les alizés sont des vents constants soufflant de 30 latitudes à l'équateur, ayant une direction nord-est dans l'hémisphère nord et une direction sud-est dans l'hémisphère sud. A 30-35 ans ? Avec. et y.sh. - zone calme, dite. "latitudes du cheval".

dominé dans les latitudes tempérées vents d'ouest(sud-ouest dans l'hémisphère nord, nord-ouest dans le sud). Aux latitudes polaires, les vents d'est (dans l'hémisphère nord nord-est, dans l'hémisphère sud - sud-est) soufflent.

En réalité, le système des vents à la surface de la terre est beaucoup plus compliqué. Dans la ceinture subtropicale, les alizés sont perturbés dans de nombreuses régions par les moussons d'été.

Aux latitudes tempérées et subpolaires, les cyclones et les anticyclones ont une grande influence sur la nature des courants d'air et sur les côtes est et nord - les moussons.

De plus, des vents locaux se forment dans de nombreuses régions, en raison des caractéristiques du territoire.

3. Cyclones et anticyclones.

L'atmosphère est caractérisée par des mouvements tourbillonnaires dont les plus importants sont les cyclones et les anticyclones.

Un cyclone est un vortex atmosphérique ascendant avec une basse pression au centre et un système de vents de la périphérie vers le centre, dirigés contre dans l'hémisphère nord et dans le sens des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère sud. Les cyclones sont divisés en tropicaux et extratropicaux. Considérez les cyclones extratropicaux.

Le diamètre des cyclones extratropicaux est en moyenne d'environ 1000 km, mais il y en a plus de 3000 km. Profondeur (pression au centre) - 1000-970 hPa ou moins. Des vents forts soufflent dans le cyclone, généralement jusqu'à 10-15 m/s, mais peuvent atteindre 30 m/s et plus.

La vitesse moyenne du cyclone est de 30 à 50 km/h. Le plus souvent, les cyclones se déplacent d'ouest en est, mais parfois ils se déplacent du nord, du sud et même de l'est. La zone de plus grande fréquence de cyclones est la 80e latitude de l'hémisphère nord.

Les cyclones apportent un temps nuageux, pluvieux et venteux, en été - refroidissement, en hiver - réchauffement.

Les cyclones tropicaux (ouragans, typhons) se forment sous les latitudes tropicales, c'est l'un des phénomènes naturels les plus redoutables et les plus dangereux. Leur diamètre est de plusieurs centaines de kilomètres (300-800 km, rarement plus de 1000 km), mais une grande différence de pression entre le centre et la périphérie est caractéristique, ce qui provoque de forts vents de force ouragan, des averses tropicales et de violents orages.

Un anticyclone est un vortex atmosphérique descendant avec une pression accrue au centre et un système de vents du centre vers la périphérie, dirigé dans le sens des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère nord et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère sud. Les dimensions des anticyclones sont les mêmes que celles des cyclones, mais à un stade avancé de développement, ils peuvent atteindre jusqu'à 4 000 km de diamètre.

La pression atmosphérique au centre des anticyclones est généralement de 1020-1030 hPa, mais peut atteindre plus de 1070 hPa. La fréquence la plus élevée des anticyclones se situe au-dessus des zones subtropicales des océans. Les anticyclones se caractérisent par un temps nuageux et sans pluie, avec des vents faibles au centre, de fortes gelées en hiver et de la chaleur en été.

4. Vents affectant la circulation générale de l'atmosphère

Moussons. Les moussons sont des vents saisonniers qui changent de direction deux fois par an. En été, ils soufflent de l'océan vers la terre, en hiver - de la terre vers l'océan. La raison de la formation est le chauffage inégal de la terre et de l'eau au fil des saisons. Selon la zone de formation, les moussons sont divisées en tropicales et extratropicales.

Les moussons extratropicales sont particulièrement prononcées sur la marge orientale de l'Eurasie. La mousson d'été apporte l'humidité et la fraîcheur de l'océan, tandis que la mousson d'hiver souffle du continent, abaissant la température et l'humidité.

Les moussons tropicales sont plus prononcées dans le bassin de l'océan Indien. La mousson d'été souffle de l'équateur, elle est opposée à l'alizé et apporte de la nébulosité, des précipitations, adoucit la chaleur estivale, l'hiver - coïncide avec l'alizé, le renforce, apportant de la sécheresse.

vents locaux. Les vents locaux ont une distribution locale, leur formation est associée aux caractéristiques d'un territoire donné - la proximité des plans d'eau, la nature du relief. Les plus courants sont les brises, la bora, le foehn, les vents de montagne et les vents catabatiques.

Breezes (vent léger-FR) - vents le long des rives des mers, des grands lacs et des rivières, deux fois par jour changeant de direction dans le sens opposé : la brise diurne souffle du réservoir au rivage, la brise nocturne - de la côte au réservoir. Les brises sont causées par la variation diurne de la température et, par conséquent, la pression sur la terre et l'eau. Ils capturent une couche d'air de 1 à 2 km.

Leur vitesse est faible - 3-5 m / s. Une très forte brise marine diurne est observée sur les côtes désertiques occidentales des continents sous les latitudes tropicales, balayées par des courants froids et eau froide montant près de la côte dans la zone d'upwelling.

Là, il envahit l'intérieur des terres sur des dizaines de kilomètres et produit un fort effet climatique : il abaisse la température, surtout en été de 5 à 70 C, et en Afrique de l'Ouest jusqu'à 100 C, augmente humidité relative air jusqu'à 85%, contribue à la formation de brouillards et de rosée.

Des phénomènes similaires aux brises marines diurnes peuvent être observés le long de la périphérie grandes villes, où il y a une circulation d'air plus froid de la banlieue vers le centre, car au-dessus des villes il y a des "points de chaleur" tout au long de l'année.

Les vents de montagne-vallée ont une périodicité quotidienne: pendant la journée, le vent souffle dans la vallée et le long des pentes de la montagne, la nuit, au contraire, l'air refroidi descend. La montée de l'air diurne entraîne la formation de cumulus sur les pentes des montagnes, la nuit, lorsque l'air descend et que l'air est chauffé de manière adiabatique, la nébulosité disparaît.

Les vents glaciaires sont des vents froids qui soufflent constamment des glaciers de montagne sur les pentes et les vallées. Elles sont causées par le refroidissement de l'air au-dessus de la glace. Leur vitesse est de 5-7 m/s, leur épaisseur est de plusieurs dizaines de mètres. Ils sont plus intenses la nuit, car ils sont amplifiés par les vents de pente.

Circulation générale de l'atmosphère

1) En raison de l'inclinaison de l'axe terrestre et de la sphéricité de la Terre, les régions équatoriales reçoivent plus d'énergie solaire que les régions polaires.

2) A l'équateur, l'air se réchauffe → se dilate → monte → une zone de basse pression se forme. 3) Aux pôles, l'air se refroidit → se condense → descend → une zone de haute pression se forme.

4) En raison de la différence de pression atmosphérique, les masses d'air commencent à se déplacer des pôles vers l'équateur.

La direction et la vitesse du vent sont également affectées par :

• propriétés des masses d'air (humidité, température...)
• surface sous-jacente (océans, chaînes de montagnes, etc.)
• rotation du globe autour de son axe (force de Coriolis) 1) un système général (global) de courants d'air au-dessus de la surface de la terre, dont les dimensions horizontales sont en rapport avec les continents et les océans, et l'épaisseur est de plusieurs kilomètres à des dizaines de kilomètres.

alizés - Ce sont des vents constants soufflant des tropiques vers l'équateur.

La raison : l'équateur est toujours à basse pression (courants ascendants) et les tropiques sont toujours à haute pression (courants descendants).

En raison de l'action de la force de Coriolis : les alizés de l'hémisphère nord ont une direction nord-est (dévier vers la droite)

Alizés de l'hémisphère sud - sud-est (dévier vers la gauche)

Vents du nord-est(dans l'hémisphère Nord) et vents du sud-est(dans l'hémisphère sud).
Raison : les flux d'air se déplacent des pôles vers les latitudes tempérées et, sous l'influence de la force de Coriolis, s'écartent vers l'ouest. Les vents d'ouest sont des vents qui soufflent des tropiques aux latitudes tempérées, principalement d'ouest en est.

Raison: sous les tropiques, il y a une haute pression, et sous les latitudes tempérées, elle est basse, donc une partie de l'air de la région E.D. se déplace dans zone H,D,. Lorsqu'ils se déplacent sous l'influence de la force de Coriolis, les courants d'air dévient vers l'est.

Les vents d'ouest apportent de l'air chaud et humide en Estonie. des masses d'air se forment au-dessus des eaux du courant chaud de l'Atlantique Nord.

L'air dans le cyclone se déplace de la périphérie vers le centre ;

Dans la partie centrale du cyclone, l'air monte et

Il se refroidit, donc des nuages ​​et des précipitations se forment ;

Pendant les cyclones, un temps nuageux avec des vents forts prévaut :

été- pluvieux et froid
l'hiver- avec les dégels et les chutes de neige.

Anticyclone est une zone de haute pression atmosphérique avec un maximum au centre.
l'air dans un anticyclone se déplace du centre vers la périphérie ; dans la partie centrale de l'anticyclone, l'air descend et se réchauffe, son humidité baisse, les nuages ​​se dissipent ; avec les anticyclones, un temps clair et calme s'établit :

l'été est chaud

en hiver il fait froid.

Circulation atmosphérique

Définition 1

Circulation C'est un système de déplacement des masses d'air.

La circulation peut être générale à l'échelle planétaire et la circulation locale qui se produit sur territoires séparés et les zones d'eau. La circulation locale comprend les brises diurnes et nocturnes qui se produisent sur les côtes des mers, les vents de vallée de montagne, les vents glaciaires, etc.

La circulation locale à certains moments et en certains lieux peut se superposer aux courants de la circulation générale. Avec la circulation générale de l'atmosphère, d'énormes vagues et tourbillons y surgissent, qui se développent et se déplacent de différentes manières.

Ces perturbations atmosphériques sont les cyclones et les anticyclones, caractéristiques de la circulation générale de l'atmosphère.

En raison du mouvement des masses d'air, qui se produit sous l'action des centres de pression atmosphérique, les territoires sont pourvus d'humidité. En raison du fait que des mouvements d'air de différentes échelles existent simultanément dans l'atmosphère, se chevauchant, la circulation atmosphérique est un processus très complexe.

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Le mouvement des masses d'air à l'échelle planétaire se forme sous l'influence de 3 facteurs principaux :

Ces facteurs compliquent la circulation générale de l'atmosphère.

Si la terre était uniforme et non tournant autour de son axe - alors la température et la pression à la surface de la terre correspondraient aux conditions thermiques et seraient de nature latitudinale. Cela signifie que la diminution de la température se produirait de l'équateur aux pôles.

Avec cette distribution, l'air chaud monte à l'équateur, tandis que l'air froid descend aux pôles. En conséquence, il s'accumulerait à l'équateur dans la partie supérieure de la troposphère, et la pression serait élevée, et aux pôles, elle serait réduite.

En altitude, l'air circulerait dans le même sens et entraînerait une diminution de la pression au-dessus de l'équateur et son augmentation au-dessus des pôles. La sortie d'air près de la surface de la terre se produirait des pôles, où la pression est élevée vers l'équateur dans la direction méridienne.

Il s'avère que la cause thermique est la première cause de la circulation atmosphérique - température différente mène à pression différenteà différentes latitudes. En réalité, la pression est faible à l'équateur et élevée aux pôles.

Sur une rotation uniforme Terre dans la troposphère supérieure et la stratosphère inférieure, les vents lors de leur écoulement vers les pôles de l'hémisphère nord devraient dévier vers la droite, dans l'hémisphère sud - vers la gauche et en même temps devenir vers l'ouest.

Dans la basse troposphère, les vents provenant des pôles vers l'équateur et déviant deviendraient de l'est dans l'hémisphère nord et du sud-est dans l'hémisphère sud. La deuxième raison de la circulation de l'atmosphère est clairement visible - dynamique. La composante zonale de la circulation générale de l'atmosphère est due à la rotation de la Terre.

La surface sous-jacente avec une répartition inégale de la terre et de l'eau a un impact significatif sur la circulation générale de l'atmosphère.

Cyclones

La couche inférieure de la troposphère est caractérisée par des tourbillons qui apparaissent, se développent et disparaissent. Certains tourbillons sont très petits et passent inaperçus, tandis que d'autres ont grande influence sur le climat de la planète. Cela s'applique tout d'abord aux cyclones et aux anticyclones.

Définition 2

Cyclone est un énorme vortex atmosphérique avec une basse pression au centre.

Dans l'hémisphère nord, l'air dans le cyclone se déplace dans le sens antihoraire, dans l'hémisphère sud - dans le sens horaire. L'activité cyclonique aux latitudes moyennes est une caractéristique de la circulation atmosphérique.

Les cyclones surviennent en raison de la rotation de la Terre et de la force de déviation de Coriolis, et dans leur développement, ils passent par des étapes allant du début au remplissage. En règle générale, l'apparition de cyclones se produit sur les fronts atmosphériques.

Deux masses d'air de température opposée, séparées par un front, sont entraînées dans un cyclone. L'air chaud à l'interface pénètre dans la région de l'air froid et est dévié vers les hautes latitudes.

L'équilibre est rompu et l'air froid à l'arrière est obligé de pénétrer dans les basses latitudes. Il y a un virage cyclonique du front, qui est une énorme vague se déplaçant d'ouest en est.

Le stade de la vague est première étape développement cyclonique.

L'air chaud monte et glisse sur la surface frontale à l'avant de la vague. Les ondes résultantes d'une longueur de $1000$ km et plus sont instables dans l'espace et continuent de se développer.

Dans le même temps, le cyclone se déplace vers l'est à une vitesse de $100$ km par jour, la pression continue de baisser, et le vent devient plus fort, l'amplitude des vagues augmente. ce Deuxième étape- organiser jeune cyclone.

Sur des cartes spéciales, un jeune cyclone est délimité par plusieurs isobares.

Avec l'avancement de l'air chaud vers les hautes latitudes, un front chaud se forme et l'avancement de l'air froid vers les latitudes tropicales se forme front froid. Les deux fronts font partie d'un tout. Un front chaud se déplace plus lentement qu'un front froid.

Si un front froid rattrape un front chaud et fusionne avec lui, un occlusion avant. L'air chaud monte et se tord en spirale. ce troisième étape développement du cyclone - le stade de l'occlusion.

Quatrième étape– sa réalisation est définitive. Il y a une dernière poussée d'air chaud vers le haut et son refroidissement, les contrastes de température disparaissent, le cyclone se refroidit sur toute sa surface, ralentit son mouvement et finit par se remplir. Du démarrage au remplissage, la durée de vie d'un cyclone dure de 5$ à 7$ jours.

Remarque 1

Les cyclones apportent un temps nuageux, frais et pluvieux en été et des dégels en hiver. Les cyclones d'été se déplacent à une vitesse de 400 $ à 800 $ km par jour, l'hiver - jusqu'à 1 000 $ km par jour.

Anticyclones

L'activité cyclonique est associée à l'émergence et au développement d'anticyclones frontaux.

Définition 3

Anticyclone- Il s'agit d'un énorme vortex atmosphérique avec une haute pression au centre.

Les anticyclones se forment à l'arrière du front froid d'un jeune cyclone dans l'air froid et ont leurs propres stades de développement.

Il n'y a que trois étapes dans le développement d'un anticyclone :

Circulation générale de l'atmosphère

Les objets d'étude de la circulation générale de l'atmosphère sont les cyclones et anticyclones en mouvement des latitudes tempérées avec leurs conditions météorologiques en évolution rapide: alizés, moussons, cyclones tropicaux, etc. Caractéristiques typiques de la circulation générale de l'atmosphère, stables dans le temps ou récurrentes plus souvent que d'autres, sont révélées par la moyenne des éléments météorologiques sur de longues périodes de temps.

Sur la fig. 8, 9 montre la distribution moyenne à long terme du vent près de la surface de la terre en janvier et juillet. En janvier, c'est-à-dire

en hiver, dans l'hémisphère nord, des tourbillons anticycloniques géants sont bien visibles sur l'Amérique du Nord et un tourbillon particulièrement intense sur l'Asie centrale.

En été, les tourbillons anticycloniques au-dessus de la terre sont détruits en raison du réchauffement du continent, et au-dessus des océans, ces tourbillons sont considérablement renforcés et se propagent vers le nord.

Pression de surface en millibars et courants d'air dominants

Du fait que dans la troposphère, l'air aux latitudes équatoriales et tropicales est réchauffé beaucoup plus intensément que dans les régions polaires, la température et la pression de l'air diminuent progressivement dans la direction de l'équateur aux pôles. Comme le disent les météorologues, le gradient planétaire de température et de pression est dirigé dans la troposphère moyenne de l'équateur aux pôles.

(En météorologie, le gradient de température et de pression est pris dans la direction opposée, par rapport à la physique.) L'air est un milieu très mobile. Si la Terre ne tournait pas autour de son axe, alors dans les couches inférieures de l'atmosphère, l'air circulerait de l'équateur vers les pôles, et dans les couches supérieures, il reviendrait vers l'équateur.

Mais la Terre tourne à une vitesse angulaire de 2p/86400 radians par seconde. Les particules d'air, se déplaçant des basses latitudes aux hautes latitudes, conservent de grandes vitesses linéaires par rapport à la surface terrestre, acquises aux basses latitudes, et s'écartent donc lorsqu'elles se déplacent vers l'est. Un transport aérien ouest-est se forme dans la troposphère, ce qui se reflète sur la Fig. Dix.

Cependant, un régime de courants aussi correct n'est observé que sur des cartes de valeurs moyennes. Des "instantanés" de courants d'air donnent des positions très diverses, à chaque fois nouvelles, non répétitives de cyclones, d'anticyclones, de courants d'air, de zones de rencontres d'air chaud et d'air froid, c'est-à-dire de fronts atmosphériques.

Les fronts atmosphériques jouent grand rôle dans la circulation générale de l'atmosphère, puisque des transformations importantes de l'énergie des masses d'air d'un type à l'autre s'y produisent.

Sur la fig. 10 montre schématiquement la position des principales sections frontales dans la moyenne troposphère et près de la surface terrestre. DE fronts atmosphériques et les zones frontales sont associées à de nombreux phénomènes météorologiques.

Ici, des tourbillons cycloniques et anticycloniques naissent, de puissants nuages ​​et des zones de précipitations se forment et le vent s'intensifie.

Lorsqu'un front atmosphérique passe par un point donné, on observe généralement clairement un refroidissement ou un réchauffement notable, et tout le caractère du temps change brusquement. Des caractéristiques intéressantes se trouvent dans la structure de la stratosphère.

Zone frontale planétaire dans la moyenne troposphère

Si la chaleur est située dans la troposphère près de l'équateur ; masses d'air, et aux pôles - froid, puis dans la stratosphère, surtout dans la moitié chaude de l'année, la situation est tout le contraire, aux pôles l'air est relativement plus chaud ici, et à l'équateur il fait froid.

Les gradients de température et de pression sont dirigés en sens inverse par rapport à la troposphère.

L'influence de la force déflectrice de la rotation de la Terre, qui a conduit à la formation d'un transport ouest-est dans la troposphère, crée une zone de vents est-ouest dans la stratosphère.

Localisation moyenne des axes du jet stream dans l'hémisphère nord en hiver

Les vitesses de vent les plus élevées et, par conséquent, l'énergie cinétique de l'air la plus élevée sont observées dans les courants-jets.

Au sens figuré, les courants-jets sont des fleuves d'air dans l'atmosphère, des fleuves s'écoulant près de la limite supérieure de la troposphère, dans les couches séparant la troposphère de la stratosphère, c'est-à-dire dans les couches proches de la tropopause (Fig. 11 et 12).

La vitesse du vent dans les courants-jets atteint 250 - 300 km/h - en hiver ; et 100 - 140 km / h - en été. Ainsi, un avion à basse vitesse, tombant dans un tel courant-jet, peut voler "en arrière".

Localisation moyenne des axes du jet stream dans l'hémisphère nord en été

La longueur des courants-jets atteint plusieurs milliers de kilomètres. Sous les courants-jets dans la troposphère, il existe des "rivières" d'air plus larges et plus lentes - des zones frontales planétaires à haute altitude, qui jouent également un rôle important dans la circulation générale de l'atmosphère.

L'apparition de vitesses de vent élevées dans les courants-jets et dans les zones frontales planétaires à haute altitude se produit en raison de la présence ici grande différence température de l'air entre les masses d'air voisines.

La présence d'une différence de température de l'air, ou, comme on dit, de "contraste de température", entraîne une augmentation du vent avec la hauteur. La théorie montre que cette augmentation est proportionnelle au gradient horizontal de température de la couche d'air considérée.

Dans la stratosphère, du fait de l'inversion du gradient de température de l'air méridional, l'intensité des courants-jets diminue et ils disparaissent.

Malgré la grande étendue des zones frontales planétaires à haute altitude et des courants-jets, ils n'encerclent généralement pas le globe entier, mais se terminent là où les contrastes horizontaux de température entre les masses d'air s'affaiblissent. Le plus souvent et fortement, les contrastes de température se manifestent sur le front polaire, qui sépare l'air des latitudes tempérées de l'air tropical.

La position de l'axe de la zone frontale de haute altitude avec un léger échange méridional de masses d'air

Les zones frontales planétaires à haute altitude et les courants-jets se produisent souvent dans le système du front polaire. Bien que, en moyenne, les zones frontales planétaires à haute altitude aient une direction d'ouest en est, dans des cas spécifiques, la direction de leurs axes est très diverse. Le plus souvent sous les latitudes tempérées, elles ont un caractère ondulatoire. Sur la fig.

13, 14 montrent les positions des axes des zones frontales de haute altitude dans les cas de transport ouest-est stable et dans les cas d'échange méridien développé des masses d'air.

Une caractéristique essentielle des courants d'air dans la stratosphère et la mésosphère au-dessus des régions équatoriales et tropicales est l'existence de plusieurs couches d'air avec des directions presque opposées de vents forts.

L'émergence et le développement de cette structure multicouche du champ de vent change ici à certains intervalles de temps, mais pas tout à fait coïncidant, ce qui peut également servir de signe pronostique.

Si l'on ajoute à cela que le phénomène de réchauffement brutal de la stratosphère polaire, qui se produit régulièrement en hiver, est en quelque sorte lié aux processus de la stratosphère se produisant sous les latitudes tropicales, et aux processus troposphériques des latitudes tempérées et élevées, alors il devient clair à quel point le développement de ces processus atmosphériques qui affectent directement le régime climatique dans les latitudes tempérées est complexe et fantaisiste.

La position de l'axe de la zone frontale de haute altitude avec un important échange méridien de masses d'air

L'état de la surface sous-jacente, en particulier l'état de la couche d'eau active supérieure de l'océan mondial, est d'une grande importance pour la formation de processus atmosphériques à grande échelle. La surface de l'océan mondial représente près des 3/4 de la surface totale de la Terre (Fig. 15).

courants marins

En raison de leur capacité calorifique élevée et de leur capacité à se mélanger facilement, les eaux océaniques stockent la chaleur pendant une longue période lors de rencontres avec de l'air chaud dans les latitudes tempérées et tout au long de l'année dans les latitudes méridionales. La chaleur stockée avec les courants marins est transportée loin vers le nord et réchauffe les zones voisines.

La capacité calorifique de l'eau est plusieurs fois supérieure à celle du sol et rochers qui composent le territoire. La masse d'eau chauffée sert d'accumulateur de chaleur avec lequel elle alimente l'atmosphère. Dans le même temps, il convient de noter que la terre réfléchit bien mieux les rayons du soleil que la surface de l'océan.

La surface de la neige et de la glace reflète particulièrement bien les rayons du soleil ; 80 à 85% de tout le rayonnement solaire tombant sur la neige est réfléchi par celle-ci. La surface de la mer, au contraire, absorbe presque tout le rayonnement qui lui tombe dessus (55-97%). À la suite de tous ces processus, l'atmosphère ne reçoit que 1/3 de toute l'énergie entrante directement du Soleil.

Les 2/3 restants de l'énergie qu'il reçoit de la surface sous-jacente chauffée par le Soleil, principalement de la surface de l'eau. Le transfert de chaleur de la surface sous-jacente vers l'atmosphère se produit de plusieurs manières. Premièrement, une grande quantité de chaleur solaire est dépensée pour l'évaporation de l'humidité de la surface de l'océan dans l'atmosphère.

Lorsque cette humidité se condense, de la chaleur est libérée, ce qui réchauffe les couches d'air environnantes. Deuxièmement, la surface sous-jacente dégage de la chaleur dans l'atmosphère par un transfert de chaleur turbulent (c'est-à-dire vortex, désordonné). Troisièmement, la chaleur est transférée par rayonnement électromagnétique thermique. En raison de l'interaction de l'océan avec l'atmosphère, des changements importants se produisent dans cette dernière.

La couche de l'atmosphère dans laquelle pénètrent la chaleur et l'humidité de l'océan, dans les cas où l'air froid envahit la surface chaude de l'océan, atteint 5 km ou plus. Dans les cas où l'air chaud envahit la surface de l'eau froide de l'océan, la hauteur à laquelle s'étend l'influence de l'océan ne dépasse pas 0,5 km.

En cas d'intrusion d'air froid, l'épaisseur de sa couche, qui est affectée par l'océan, dépend principalement de l'amplitude de la différence de température eau-air. Si l'eau est plus chaude que l'air, une convection puissante se développe, c'est-à-dire des mouvements d'air ascendants désordonnés, qui entraînent la pénétration de chaleur et d'humidité dans les hautes couches de l'atmosphère.

Au contraire, si l'air est plus chaud que l'eau, la convection ne se produit pas et l'air ne change ses propriétés que dans les couches les plus basses. Au-dessus du Gulf Stream chaud dans l'océan Atlantique, avec l'intrusion d'air très froid, le transfert de chaleur de l'océan peut atteindre jusqu'à 2000 cal/cm2 par jour et s'étend à toute la troposphère.

L'air chaud peut perdre 20 à 100 cal/cm2 par jour sur la surface froide de l'océan. Le changement des propriétés de l'air qui frappe une surface océanique chaude ou froide se produit assez rapidement - de tels changements peuvent être remarqués à un niveau de 3 ou 5 km déjà un jour après le début de l'invasion.

Quels incréments de température de l'air peuvent résulter de sa transformation (changement) au-dessus de la surface de l'eau sous-jacente ? Il s'avère que pendant les six mois froids, l'atmosphère au-dessus de l'Atlantique se réchauffe de 6° en moyenne, et parfois elle peut se réchauffer de 20° par jour. L'atmosphère peut se refroidir de 2 à 10° par jour. On estime que dans le nord de l'océan Atlantique, c'est-à-dire

là où se produit le transfert de chaleur le plus intense de l'océan vers l'atmosphère, l'océan dégage 10 à 30 fois plus de chaleur qu'il n'en reçoit de l'atmosphère. Naturellement, les réserves de chaleur de l'océan sont reconstituées par l'afflux d'eaux océaniques chaudes provenant des latitudes tropicales. Les courants d'air distribuent la chaleur reçue de l'océan sur des milliers de kilomètres. L'effet de réchauffement des océans en hiver conduit au fait que la différence de température de l'air entre les parties nord-est des océans et des continents est de 15-20° à des latitudes de 45-60° près de la surface de la terre, et de 4-5° en la moyenne troposphère. Par exemple, l'effet de réchauffement de l'océan sur le climat de l'Europe du Nord a été bien étudié.

La partie nord-ouest de l'océan Pacifique en hiver est sous l'influence de l'air froid du continent asiatique, la soi-disant mousson d'hiver, qui se propage à 1-2 mille km de profondeur dans l'océan dans la couche d'eau et à 3-4 mille km dans la moyenne troposphère (Fig. 16) .

Quantités annuelles de chaleur transportées par les courants marins

En été, il fait plus froid au-dessus de l'océan qu'au-dessus des continents, donc l'air provenant de l'océan Atlantique refroidit l'Europe et l'air du continent asiatique se réchauffe océan Pacifique. Cependant, l'image décrite ci-dessus est typique pour des conditions de circulation moyennes.

Les changements quotidiens de l'ampleur et de la direction des flux de chaleur de la surface sous-jacente vers l'atmosphère et inversement sont très divers et ont une grande influence sur le changement des processus atmosphériques eux-mêmes.

Il existe des hypothèses selon lesquelles les caractéristiques du développement des échanges de chaleur entre différentes parties de la surface sous-jacente et l'atmosphère déterminent la nature stable des processus atmosphériques sur de longues périodes.

Si l'air se réchauffe au-dessus de la surface de l'eau anormalement (au-dessus de la normale) de l'une ou l'autre partie de l'océan mondial aux latitudes tempérées de l'hémisphère nord, une zone de haute pression (crête barique) se forme dans la troposphère moyenne , le long de la périphérie orientale de laquelle commence le transfert de masses d'air froid de l'Arctique, et dans sa partie ouest - le transfert d'air chaud des latitudes tropicales vers le nord. Une telle situation peut conduire à la préservation d'une anomalie climatique à long terme près de la surface de la terre dans certaines zones - sèches et chaudes ou pluvieuses et fraîches en été, glaciales et sèches ou chaudes et enneigées en hiver. La nébulosité joue un rôle très important dans la formation des processus atmosphériques en régulant le flux de chaleur solaire vers la surface de la terre. La couverture nuageuse augmente considérablement la proportion de rayonnement réfléchi et réduit ainsi le réchauffement de la surface terrestre, ce qui, à son tour, affecte la nature des processus synoptiques. Il s'avère une sorte de rétroaction: la nature de la circulation de l'atmosphère affecte la création de systèmes nuageux, et les systèmes nuageux, à leur tour, affectent le changement de circulation. Nous n'avons répertorié que les plus importants des facteurs "terrestres" étudiés influençant la formation du temps et la circulation de l'air. L'activité du Soleil joue un rôle particulier dans l'étude des causes des modifications de la circulation générale de l'atmosphère. Ici, il convient de distinguer les changements de la circulation de l'air sur la Terre en relation avec les changements du flux de chaleur total provenant du Soleil vers la Terre en raison des fluctuations de la valeur de la soi-disant constante solaire. Cependant, comme le montrent des études récentes, il ne s'agit en réalité pas d'une valeur strictement constante. L'énergie de la circulation de l'atmosphère est continuellement reconstituée grâce à l'énergie envoyée par le Soleil. Par conséquent, si l'énergie totale envoyée par le Soleil fluctue de manière significative, cela peut affecter le changement de circulation et de temps sur Terre. Cette question n'a pas encore été suffisamment étudiée. Quant à l'évolution de l'activité solaire, il est bien connu que diverses perturbations apparaissent à la surface du Soleil, taches solaires, torches, flocules, proéminences, etc. Ces perturbations provoquent des modifications temporaires de la composition du rayonnement solaire, de la composante ultraviolette et de la rayonnement corpusculaire (c'est-à-dire composé de particules chargées, principalement des protons) du Soleil. Certains météorologues pensent que le changement de l'activité solaire est associé aux processus troposphériques dans l'atmosphère terrestre, c'est-à-dire au temps.

Cette dernière affirmation nécessite davantage de recherches, principalement en raison du fait que le cycle d'activité solaire de 11 ans bien manifesté n'est pas clairement visible dans les conditions météorologiques sur Terre.

On sait qu'il existe des écoles entières de météorologues-prévisionnistes qui prédisent avec succès le temps en relation avec les changements de l'activité solaire.

Vent et circulation atmosphérique générale

Le vent est le mouvement de l'air des zones de haute pression atmosphérique vers les zones de basse pression. La vitesse du vent est déterminée par la différence de pression atmosphérique.

L'influence du vent dans la navigation doit être constamment prise en compte, car il provoque la dérive du navire, les vagues de tempête, etc.
En raison d'un chauffage inégal diverses pièces Sur Terre, il existe un système de courants atmosphériques à l'échelle planétaire (la circulation générale de l'atmosphère).

Le flux d'air est constitué de tourbillons séparés se déplaçant de manière aléatoire dans l'espace. Par conséquent, la vitesse du vent, mesurée en tout point, change continuellement avec le temps. Les plus grandes fluctuations de la vitesse du vent sont observées dans la couche de surface. Afin de pouvoir comparer les vitesses du vent, une hauteur de 10 mètres au-dessus du niveau de la mer a été prise comme hauteur standard.

La vitesse du vent est exprimée en mètres par seconde, la force du vent - en points. Le rapport entre eux est déterminé par l'échelle de Beaufort.

Échelle de Beaufort

Les fluctuations de la vitesse du vent sont caractérisées par le coefficient de rafale, qui s'entend comme le rapport de la vitesse maximale des rafales de vent à sa vitesse moyenne obtenue sur 5 à 10 minutes.
Lorsque la vitesse moyenne du vent augmente, le facteur de rafale diminue. À des vitesses de vent élevées, le facteur de rafale est d'environ 1,2 à 1,4.

Les alizés sont des vents qui soufflent toute l'année dans une direction dans la zone allant de l'équateur à 35°N. sh. et jusqu'à 30°S sh. Stable en direction : dans l'hémisphère nord - nord-est, au sud - sud-est. Vitesse - jusqu'à 6 m / s.

Les moussons sont des vents de latitudes tempérées qui soufflent de l'océan vers le continent en été et du continent vers l'océan en hiver. Atteignez des vitesses de 20 m/s. Les moussons apportent un temps sec, clair et froid sur la côte en hiver, nuageux en été, avec pluie et brouillard.

Les brises sont causées par un réchauffement inégal de l'eau et de la terre pendant la journée. Dans la journée, il y a un vent de la mer vers la terre (brise marine). La nuit de la côte réfrigérée - à la mer (brise côtière). Vitesse du vent 5 - 10 m/s.

Les vents locaux surviennent dans certaines zones en raison des caractéristiques du relief et diffèrent fortement du flux d'air général: ils résultent d'un chauffage (refroidissement) irrégulier de la surface sous-jacente. Des informations détaillées sur les vents locaux sont données dans les instructions nautiques et les descriptions hydrométéorologiques.

Bora est un vent fort et en rafales qui souffle à flanc de montagne. Apporte un frisson important.

On l'observe dans les zones où une chaîne de montagnes basses borde la mer, pendant les périodes où la pression atmosphérique augmente au-dessus des terres et la température baisse par rapport à la pression et à la température au-dessus de la mer.

Dans la région de la baie de Novorossiysk, bora agit en novembre - mars avec des vitesses de vent moyennes d'environ 20 m/s (les rafales individuelles peuvent être de 50 à 60 m/s). La durée d'action est de un à trois jours.

Des vents similaires sont observés sur Novaya Zemlya, sur la côte méditerranéenne de la France (mistral) et au large des côtes nord de la mer Adriatique.

Sirocco - vent chaud et humide de la partie centrale mer Méditerranée accompagnée de nébulosité et de précipitations.

Les tornades sont des tourbillons au-dessus de la mer d'un diamètre allant jusqu'à plusieurs dizaines de mètres, constitués d'eau pulvérisée. Ils existent jusqu'à un quart de jour et se déplacent à une vitesse pouvant atteindre 30 nœuds. La vitesse du vent à l'intérieur de la tornade peut atteindre jusqu'à 100 m/s.

Les vents de tempête se produisent principalement dans les zones à basse pression atmosphérique. Surtout grande force atteindre les cyclones tropicaux, dans lesquels la vitesse du vent dépasse souvent 60 m/s.

De fortes tempêtes sont également observées sous les latitudes tempérées. Lors du déplacement, les masses d'air chaud et froid entrent inévitablement en contact les unes avec les autres.

La zone de transition entre ces masses est appelée front atmosphérique. Le passage du front s'accompagne d'un brusque changement de temps.

Le front atmosphérique peut être stationnaire ou en mouvement. Distinguer les fronts chauds, froids, ainsi que les fronts d'occlusion. Les principaux fronts atmosphériques sont : arctique, polaire et tropical. Sur les cartes synoptiques, les fronts sont représentés par des lignes (ligne de front).

Un front chaud se forme lorsque des masses d'air chaud poussent contre des masses d'air froid. Sur les cartes météorologiques, un front chaud est marqué d'une ligne pleine avec des demi-cercles le long du front, indiquant la direction de l'air plus froid et la direction du mouvement.

À l'approche du front chaud, la pression commence à chuter, les nuages ​​s'épaississent et de fortes précipitations tombent. En hiver, lorsque le front passe, des stratus bas apparaissent généralement. La température et l'humidité de l'air augmentent lentement.

Lorsqu'un front passe, la température et l'humidité augmentent généralement rapidement et le vent augmente. Après le passage du front, la direction du vent change (le vent tourne dans le sens des aiguilles d'une montre), la chute de pression s'arrête et sa faible croissance commence, les nuages ​​se dissipent et les précipitations s'arrêtent.

Un front froid se forme lorsque des masses d'air froid avancent sur des masses plus chaudes (Fig. 18.2). Sur les cartes météorologiques, un front froid est représenté par une ligne continue avec des triangles le long du front pointant vers plus températures chaudes et le sens du mouvement. La pression devant le front chute fortement et de manière inégale, le navire entre dans la zone des averses, des orages, des grains et des fortes vagues.

Un front occlus est un front formé par la confluence de fronts chauds et froids. Représenté par une ligne continue avec une alternance de triangles et de demi-cercles.

Partie avant chaude

partie avant froide

Un cyclone est un vortex atmosphérique d'un diamètre énorme (des centaines à plusieurs milliers de kilomètres) avec une pression d'air réduite au centre. L'air dans un cyclone circule dans le sens antihoraire dans l'hémisphère nord et dans le sens horaire dans l'hémisphère sud.

Il existe deux principaux types de cyclones - extratropicaux et tropicaux.

Les premiers se forment aux latitudes tempérées ou polaires et ont un diamètre de plusieurs milliers de kilomètres au début du développement, et jusqu'à plusieurs milliers dans le cas du cyclone dit central.

Un cyclone tropical est un cyclone formé aux latitudes tropicales ; c'est un vortex atmosphérique avec une pression atmosphérique réduite au centre avec des vitesses de vent de tempête. Les cyclones tropicaux formés se déplacent avec les masses d'air d'est en ouest, tout en déviant progressivement vers les hautes latitudes.

Ces cyclones sont également caractérisés par le soi-disant. "l'œil de la tempête" - la zone centrale d'un diamètre de 20 à 30 km avec un temps relativement clair et calme. Environ 80 cyclones tropicaux sont observés chaque année dans le monde.

Vue du cyclone depuis l'espace

Trajectoires des cyclones tropicaux

En Extrême-Orient et en Asie du Sud-Est, les cyclones tropicaux sont appelés typhons (du chinois tai feng - grand vent), et dans le Nord et Amérique du Sud- les ouragans (huracán espagnol nommé d'après le dieu indien du vent).
Il est généralement admis qu'une tempête se transforme en ouragan à une vitesse de vent supérieure à 120 km/h, à une vitesse de 180 km/h un ouragan s'appelle un ouragan fort.

7. Vent. Circulation générale de l'atmosphère

Conférence 7. Vent. Circulation générale de l'atmosphère

Vent – c'est le mouvement de l'air par rapport à la surface de la terre, dans lequel la composante horizontale prédomine. Lorsqu'un mouvement du vent vers le haut ou vers le bas est considéré, la composante verticale est également prise en compte. Le vent se caractérise direction, vitesse et rafale.

La raison de l'apparition du vent est la différence de pression atmosphérique en différents points, déterminée par le gradient barique horizontal. La pression n'est pas la même, principalement en raison des différents degrés de chauffage et de refroidissement de l'air, et diminue avec l'altitude.

Pour représenter la répartition de la pression à la surface du globe, la pression est appliquée à des cartes géographiques, mesurées à la fois en des points différents et ramenées à la même hauteur (par exemple, au niveau de la mer). Les points avec la même pression sont reliés par des lignes - isobares.

De cette façon, les zones de surpression (anticyclones) et de dépression (cyclones) sont identifiées, ainsi que la direction de leur mouvement pour la prévision météorologique. Les isobares peuvent être utilisées pour déterminer combien de pression change avec la distance.

En météorologie, le concept gradient barique horizontal est le changement de pression par 100 km le long d'une ligne horizontale perpendiculaire aux isobares de la haute pression à la basse pression. Ce changement est généralement de 1 à 2 hPa/100 km.

Le mouvement de l'air se produit dans la direction du gradient, mais pas en ligne droite, mais plus compliqué, en raison de l'interaction des forces qui dévient l'air en raison de la rotation de la terre et du frottement. Sous l'influence de la rotation de la Terre, le mouvement de l'air s'écarte du gradient barique vers la droite dans l'hémisphère nord, vers la gauche dans l'hémisphère sud.

La plus grande déviation est observée aux pôles et à l'équateur, elle est proche de zéro. La force de frottement réduit à la fois la vitesse du vent et l'écart par rapport au gradient en raison du contact avec la surface, ainsi qu'à l'intérieur de la masse d'air en raison de différentes vitesses dans les couches de l'atmosphère. L'influence combinée de ces forces dévie le vent du gradient sur terre de 45-55o, sur la mer - de 70-80o.

Avec une augmentation de l'altitude, la vitesse du vent et sa déviation augmentent jusqu'à 90 ° à un niveau d'environ 1 km.

La vitesse du vent est généralement mesurée en m / s, moins souvent - en km / h et en points. La direction est prise d'où souffle le vent, déterminée en rhumbs (il y en a 16) ou degrés angulaires.

Utilisé pour les observations de vent girouette, qui est installé à une hauteur de 10-12 m. Un anémomètre portatif est utilisé pour les observations à court terme de la vitesse dans les expériences sur le terrain.

Anémomètre permet de mesurer à distance la direction et la vitesse du vent , anémographe enregistre en permanence ces indicateurs.

La variation diurne de la vitesse du vent sur les océans n'est presque pas observée et est bien prononcée sur les terres: en fin de nuit - un minimum, l'après-midi - un maximum. Le cours annuel est déterminé par les lois de la circulation générale de l'atmosphère et diffère selon les régions du globe. Par exemple, en Europe en été - la vitesse minimale du vent, en hiver - le maximum. En Sibérie orientale, c'est le contraire qui est vrai.

Direction du vent dans Position spécifique change souvent, mais si l'on tient compte de la fréquence des vents de différents points, on peut déterminer que certains sont plus fréquents. Pour une telle étude des directions, un graphique appelé la rose des vents est utilisé. Sur chaque ligne droite de tous les points, le nombre observé d'événements de vent pour la période souhaitée est tracé et les valeurs obtenues sont connectées sur les points avec des lignes.

Le vent contribue à maintenir la constance de la composition gazeuse de l'atmosphère, en mélangeant les masses d'air, transporte l'air marin humide profondément dans les continents, leur apportant de l'humidité.

L'effet néfaste du vent sur l'agriculture peut se manifester par une évaporation accrue de la surface du sol, provoquant une sécheresse, et l'érosion éolienne des sols est possible à des vitesses de vent élevées.

La vitesse et la direction du vent doivent être prises en compte lors de la pollinisation des champs avec des pesticides, lors de l'irrigation avec des arroseurs. La direction des vents dominants doit être connue lors de la pose de ceintures forestières, rétention de neige.

vents locaux.

Les vents locaux sont appelés des vents qui ne sont caractéristiques que de certaines zones géographiques. Ils revêtent une importance particulière dans leur influence sur les conditions météorologiques, leur origine est différente.

brises – vents près du littoral des mers et des grands lacs, qui ont un brusque changement diurne de direction. Heureux brise marine souffle à terre de la mer, et la nuit - brise côtière souffle de la terre à la mer (Fig. 2).

Ils sont prononcés par temps clair pendant la saison chaude, lorsque le transport aérien global est faible. Dans d'autres cas, par exemple lors du passage de cyclones, les brises peuvent être masquées par des courants plus forts.

Le mouvement du vent pendant les brises est observé à une distance de plusieurs centaines de mètres (jusqu'à 1-2 km), avec vitesse moyenne 3 à 5 m / s, et sous les tropiques - et plus, pénétrant à des dizaines de kilomètres de profondeur dans la terre ou la mer.

Le développement des brises est associé à la variation diurne de la température de surface terrestre. Pendant la journée, la terre se réchauffe plus que la surface de l'eau, la pression au-dessus d'elle diminue et l'air est transféré de la mer vers la terre. La nuit, la terre se refroidit plus vite et plus fort, l'air est transféré de la terre à la mer.

La brise diurne abaisse la température et augmente l'humidité relative, qui est particulièrement prononcée sous les tropiques. Par exemple, en Afrique de l'Ouest, lorsque l'air marin se déplace vers la terre, la température peut diminuer de 10 ° C ou plus et l'humidité relative peut augmenter de 40 %.

Des brises sont également observées sur les rives des grands lacs : Ladoga, Onega, Baïkal, Sevan, etc., ainsi que sur les grands fleuves. Cependant, dans ces zones, les brises sont plus petites dans leur développement horizontal et vertical.

Vents de vallée de montagne sont observés dans les systèmes montagneux principalement en été et sont similaires aux brises dans leur périodicité quotidienne. Pendant la journée, ils font exploser la vallée et le long des pentes des montagnes sous l'effet du chauffage par le soleil, et la nuit, lorsqu'ils sont refroidis, l'air descend les pentes. Le mouvement de l'air nocturne peut provoquer du gel, ce qui est particulièrement dangereux au printemps lorsque les jardins sont en fleurs.

Föhn –vent chaud et sec soufflant des montagnes aux vallées. Dans le même temps, la température de l'air augmente sensiblement et son humidité baisse, parfois très rapidement. Ils sont observés dans les Alpes, dans le Caucase occidental, sur la côte sud de la Crimée, dans les montagnes d'Asie centrale, en Yakoutie, sur le versant oriental des montagnes Rocheuses et dans d'autres systèmes montagneux.

Foehn se forme lorsqu'un courant d'air traverse une crête. Puisqu'un vide est créé du côté sous le vent, l'air est aspiré sous la forme d'un vent descendant. L'air descendant s'échauffe selon la loi adiabatique sèche : de 1°C tous les 100 m de descente.

Par exemple, si à une altitude de 3000 m l'air avait une température de -8o et une humidité relative de 100%, alors, étant descendu dans la vallée, il chaufferait jusqu'à 22o et l'humidité diminuerait à 17%. Si l'air monte sur la pente au vent, la vapeur d'eau se condense et des nuages ​​se forment, les précipitations tombent et l'air descendant sera encore plus sec.

La durée des sèche-cheveux est de plusieurs heures à plusieurs jours. Un sèche-cheveux peut provoquer une fonte des neiges et des inondations intenses, assèche les sols et la végétation jusqu'à leur mort.

Bora–c'est un vent fort, froid et en rafales qui souffle des chaînes de montagnes basses vers des mers plus chaudes.

Bora est surtout connue dans la baie de Novorossiysk de la mer Noire et sur la côte adriatique près de la ville de Trieste. Semblable au bore dans son origine et sa manifestation Nord dans la région de

Bakou, mistral sur la côte méditerranéenne de la France, nordiste dans le golfe du Mexique.

Bora se produit lorsque des masses d'air froid traversent la crête côtière. L'air descend sous l'effet de la gravité, développant une vitesse de plus de 20 m/s, tandis que la température est fortement réduite, parfois de plus de 25°C. Bora s'efface à quelques kilomètres de la côte, mais parfois elle peut capter une partie importante de la mer.

À Novorossiysk, la bora est observée environ 45 jours par an, plus souvent de novembre à mars, avec une durée allant jusqu'à 3 jours, rarement jusqu'à une semaine.

Circulation générale de l'atmosphère

Circulation générale de l'atmosphère– c'est un système complexe de grands courants d'air qui transportent de très grandes masses d'air sur le globe.

Dans l'atmosphère près de la surface de la Terre aux latitudes polaires et tropicales, on observe un transport vers l'est, aux latitudes tempérées - vers l'ouest.

Le mouvement des masses d'air est compliqué par la rotation de la Terre, ainsi que par le relief et l'influence des zones de haute et basse pression. La déviation des vents par rapport aux directions dominantes peut atteindre 70o.

Au cours du processus de chauffage et de refroidissement d'énormes masses d'air sur le globe, des zones de haute et basse pression se forment, qui déterminent la direction des courants d'air planétaires. Sur la base des valeurs moyennes à long terme de la pression au niveau de la mer, les régularités suivantes ont été révélées.

Des deux côtés de l'équateur, il existe une zone de basse pression (en janvier - entre 15o de latitude nord et 25o de latitude sud, en juillet - de 35o de latitude nord à 5o de latitude sud). Cette zone, appelée dépression équatoriale, s'étend davantage à l'hémisphère où c'est l'été d'un mois donné.

Dans la direction au nord et au sud de celui-ci, la pression augmente et valeurs maximales atteint dans zones subtropicales hypertension artérielle(en janvier - à 30 - 32o de latitude nord et sud, en juillet - à 33-37o N et 26-30o S). Des régions subtropicales à les zones tempérées chutes de pression, particulièrement significatives dans l'hémisphère sud.

La pression minimale est en deux zones de basse pression subpolaires(75-65o N et 60-65o S). Plus loin vers les pôles, la pression augmente à nouveau.

En fonction des changements de pression, le gradient barique méridien est également localisé. Il est dirigé des régions subtropicales d'une part - vers l'équateur, d'autre part - vers les latitudes subpolaires, des pôles vers les latitudes subpolaires. Ceci est cohérent avec la direction zonale des vents.

Au-delà de l'Atlantique, du Pacifique et Océans Indiens très souvent des vents du nord-est et du sud-est soufflent - alizés. Les vents d'ouest dans l'hémisphère sud, à des latitudes de 40 à 60°, font le tour de tout l'océan.

Dans l'hémisphère nord, aux latitudes tempérées, les vents d'ouest ne s'expriment constamment que sur les océans, et sur les continents, les directions sont plus compliquées, bien que les vents d'ouest prédominent également.

Les vents d'est des latitudes polaires ne sont clairement observés que le long de la périphérie de l'Antarctique.

Dans le sud, l'est et le nord de l'Asie, il y a un changement brusque dans la direction des vents de janvier à juillet - ce sont des zones les moussons. Les causes des moussons sont similaires à celles des brises. En été, le continent asiatique se réchauffe fortement et une zone de basse pression s'étend dessus, où des masses d'air affluent de l'océan.

La mousson d'été qui en résulte provoque de grandes quantités de précipitations, souvent des averses. En hiver, une haute pression s'installe sur l'Asie en raison du refroidissement plus intense de la terre, par rapport à l'océan, et l'air froid se déplace vers l'océan, formant une mousson d'hiver avec un temps clair et sec. Les moussons pénètrent à plus de 1000 km dans une couche au-dessus des terres jusqu'à 3-5 km.

Les masses d'air et leur classification.

masse d'air- c'est une très grande quantité d'air, qui couvre une superficie de millions de kilomètres carrés.

Dans le processus de circulation générale de l'atmosphère, l'air est divisé en masses d'air séparées, qui restent longtemps sur un vaste territoire, acquièrent certaines propriétés et provoquent divers types de temps.

Se déplaçant vers d'autres régions de la Terre, ces masses apportent avec elles leur propre régime climatique. La prédominance de masses d'air d'un certain type (types) dans une zone particulière crée un régime climatique caractéristique de la zone.

Les principales différences entre les masses d'air sont : la température, l'humidité, la nébulosité, la poussière. Par exemple, en été, l'air au-dessus des océans est plus humide, plus froid, plus propre qu'au-dessus des terres à la même latitude.

Plus l'air est long au-dessus d'une zone, plus il subit de changements, donc les masses d'air sont classées selon zones géographiques où ils se sont formés.

Il existe plusieurs types : 1) arctique (antarctique), qui partent des pôles, des zones anticycloniques ; 2) latitudes tempérées« polaire » – dans les hémisphères nord et sud ; 3) tropical- passer des régions subtropicales et tropicales aux latitudes tempérées ; quatre) équatorial- formé sur l'équateur. Dans chaque type, les sous-types marins et continentaux sont distingués, différant principalement par la température et l'humidité au sein du type. L'air, étant en mouvement constant, passe de la zone de formation aux zones voisines et change progressivement ses propriétés sous l'influence de la surface sous-jacente, se transformant progressivement en une masse d'un autre type. Ce processus est appelé transformation.

froid les masses d'air sont appelées celles qui se déplacent vers une surface plus chaude. Ils provoquent un refroidissement dans les régions où ils viennent.

Lorsqu'ils se déplacent, ils s'échauffent eux-mêmes à partir de la surface de la terre, de sorte que de grands gradients de température verticaux apparaissent à l'intérieur des masses et que la convection se développe avec la formation de cumulus et de cumulonimbus et de fortes pluies.

Les masses d'air se déplaçant vers une surface plus froide sont appelées chaleureuse masses. Ils apportent de la chaleur, mais eux-mêmes sont refroidis par le bas. La convection ne s'y développe pas et les stratus prédominent.

Les masses d'air voisines sont séparées les unes des autres par des zones de transition fortement inclinées vers la surface de la Terre. Ces zones sont appelées fronts.