6.8: Вітер і тиск на висоті

Last updated
Save as PDF

Page ID: 38167

Michael E. Ritter
University of Wisconsin-Stevens Point via The Physical Environment

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

У попередньому розділі ми розглянули глобальну циркуляцію повітря поблизу поверхні. У верхній частині тропосфери циркуляція сильно відрізняється. Між 15 ^o - 20 ^o північною і південною широтами знаходяться верхні східні райони повітря, які вважаються продовженням пасатів. ^{Для більшої частини верхньої тропосфери з полюсом від 15 до 20 ^o широти існує середній західний потік, званий верхніми повітряними вестерліями.} Перебуваючи вище опору тертя землі, вітри висоті рухаються набагато більш швидкими темпами. Вбудовані у верхні повітряні вестерли є струменеві потоки, дуже сильні потоки повітря, що оточують земну кулю.

Нагадаємо, що крутизна градієнта тиску обумовлена градієнтом температури. Широтний температурний градієнт по всій поверхні Землі, а отже, і широтний градієнт тиску, досягає максимуму в середніх широтах. Це збігається з полярним фронтом, кордоном між полярним і тропічним типами повітря. Тут тоді лежить область полярного фронтального струменя струменя, високошвидкісного коридору повітря, відповідального за створення та переміщення великих систем тиску через середні широти. Крім того, субтропічний струменевий потік утворюється приблизно на 30 ^o широти через конвергенцію повітря на цій широті, як обговорювалося раніше. Ви дізнаєтеся більше про реактивні потоки в «Погодних системах».

Розташування реактивного потоку — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Профіль струменевих потоків

Над полюсами повітря дуже холодне і стихає, створюючи високий тиск на поверхні. Просідання, однак, створює велику площу низького тиску висотою, яка називається циркумполярним вихором. На екваторній межі вихору лежить полярний передній струмінь струменя. Полярний вихор розширюється і стискається протягом року в результаті зсуву надходження поверхневої енергії. Екваторний край разом з струменем набуває хвилеподібну форму з холодним повітрям, що вторгається в середні широти, і теплим повітрям штовхає на полюс. Коли це відбувається, відбувається перенесення холодного повітря на південь і теплого повітря на північ. У цій ситуації ми говоримо, що полярний вихор демонструє меридональний малюнок потоку. Іноді край більш плоский, біжить більше на захід на схід у напрямку, який називається зональним малюнком потоку. При такому розкладі відбувається невеликий широтний обмін повітрям і енергією. Це приносить відносно м'які морські полярні повітряні маси на континентах, не маючи сильного температурного контрасту. Морське тропічне повітря зазвичай утримується від розливу на північ.