Диссертация (Влияние вариаций космических лучей на динамические процессы в нижней атмосфере Земли), страница 27

Другой особенностьюклассификации Вангенгейма является то, что синоптические процессы рассматриваютсяв их непрерывном развитии.Свои исследования общей циркуляции атмосферыВангенгейм начал в 30-хгодах прошлого века. Изучая непрерывное развитие макропроцессов на длительномпромежутке времени, он установил, что отмечаются “естественные отсеки времени”, втечение которых сохраняется географическое распределение главных барическихсистем и направление основных воздушных потоков над атлантико-европейскимсектором северного полушария. Эти процессы были названы элементарнымисиноптическими процессами (ЭСП).Вангенгейм рассмотрел развитие атмосферных процессов на протяжении 42 лет(1891-1932) и установил границы элементарных синоптических процессов.

Средняя155продолжительность ЭСП оказалась равной трём-пяти дням. Для каждого ЭСП былипостроенысборно-кинематическиекартыикомплексныеграфикипогодныххарактеристик. Анализ этих карт и графиков позволил выделить основные типыпроцессов. В основу типизации было положено: аналогичное географическое распределение превалирующих полей давления ианалогичный характер процессов их формирования; аналогичная ориентировка господствующих ветровых систем, то есть основныхпереносов; аналогичный характер основных вторжений воздушных масс.В итоге все многообразие синоптических процессов, наблюдавшихся за 42 года,было сведено в 26 групп аналогичных ЭСП, то есть в 26 типов.

Для каждого из нихбыли построены типовые сборно-кинематические карты, дано наименование, а такжекраткое буквенное обозначение. Эти наименования связаны, как правило, с названиемрайонов вторжения или стационирования антициклонов над Евразией. В дальнейшемуказанные 26 типов были обобщены в три основные формы: западную (W),меридиональную (С) и восточную (Е), которые существенно различаются по характерусиноптических процессов и направлению основных переносов воздушных масс. Каждыйиз 26 ранее установленных типов был отнесен к определенной форме циркуляции.Таким образом, эти 26 типов можно рассматривать как разновидности форм W, E и C.Некоторые разновидности, в зависимости от фона, интенсивности и типа процесса могутбыть отнесены к двум формам циркуляции.

Например, процесс, связанный свхождением антициклона из высоких широт на Европу через юг Скандинавии споследующим стационированием антициклона, будет относиться к меридиональнойформе. Если аналогичное вхождение происходит на фоне усиленного западновосточного переноса и антициклон, двигающийся с севера на юг, смещается вдальнейшем к востоку, то в этом случае соответствующий ЭСП относится к западнойформе циркуляции. В любом случае, при диагнозе разновидностей особое вниманиеуделяется процессам, протекающим над атлантико-европейским сектором.Дадим подробное описание характеристик трёх основных форм атмосфернойциркуляции: западной, меридиональной и восточной, в соответствии с классификацией,предложенной Вангенгеймом.156Западная форма циркуляции (рис.

П.3.1) характеризуется усилением западновосточного переноса во всей толще тропосферы. В периоды развития этой формы всредней тропосфере изогипсы принимают почти зональное распределение по всемусеверному полушарию. При этом в поле давления обычно отмечаются волны небольшойамплитуды, быстро смещающиеся с запада на восток. Реже наблюдается формированиеволн больших амплитуд. Однако эти волны не устойчивы и также быстро смещаются сзапада на восток.В высоких широтах у поверхности земли при этой форме развивается областьнизкого давления, а в умеренных и субтропических широтах область высокогодавления.Градиенты давления и температуры при W форме направлены с юга на север изначительнобольше среднихмноголетнихвеличин.

Следовательно, зональнаяциркуляция атмосферы в эти периоды усилена, а межширотный обмен воздушнымимассами ослаблен. В связи с этим по мере развития формы W отмечается прогрессивноеохлаждение в арктических районах и нагрев в умеренных и субтропических широтах, тоесть нарастание контрастов температуры между низкими и высокими широтами.Рис. П.3.1.

Типовая карта распределения среднего давления и основных путей циклонов (белыестрелки) и антициклонов (чёрные стрелки) при западной (W) форме циркуляции.157Восточная форма циркуляции (рис. П.3.2) характеризуется формированием втропосфере устойчивых стационарных барических волн большой амплитуды сградиентами, направленными вдоль широты. У поверхности земли в эти периодыразвиваются стационарные антициклоны, которые нарушают западно-восточныйперенос воздушных масс и барических образований и поэтому получили названиеблокирующих центров.

При Е форме нарушение западно-восточного переноса иформирование барических волн большой амплитуды обычно происходит надконтинентами.В Тихом и Атлантическом океанах при этом наблюдается достаточноинтенсивный западно-восточный перенос воздушных масс. Наличие волн большойамплитуды способствует глубокому межширотному воздухообмену.Рис. П.3.2. Типовая карта распределения среднего давления и основных путей циклонов (белыестрелки) и антициклонов (чёрные стрелки) при восточной (Е) форме циркуляции.Меридиональная форма циркуляции (рис. П.3.3), также как и восточная,характеризуется формированием устойчивых стационарных барических волн большойамплитуды и усиленным межширотным воздухообменом.

Однако географическаялокализация гребней и ложбин при этой форме практически противоположналокализациигребнейиложбинпривосточнойформе.Так,приразвитии158меридиональной формы отмечается формирование высокого теплого антициклона надвосточной частью Атлантики и Западной Европой.

Над европейской территориейРоссии в эти периоды в средней тропосфере располагается глубокая ложбина, которой уповерхности земли соответствует область пониженного давления. Часто при форме Ссибирский антициклон бывает теплым и высоким. В таких случаях он формируется подвлиянием адвективно-динамических процессов в толще атмосферы и в значительноменьшей степени связан с термическим влиянием подстилающей поверхности.

Приразвитии формы С также характерно заполнение исландского и алеутского минимумов ираспространение на эти районы гребней субтропических антициклонов, центры которыхсмещаются к северу.Рис. П.3.3. Типовая карта распределения среднего давления и основных путей циклонов (белыестрелки) и антициклонов (чёрные стрелки) при меридиональной (С) форме циркуляции.Таким образом, при восточной (Е) форме в отличие от меридиональной (С)формынадАтлантическимиТихимокеанамиотмечаютсязначительныемеридиональные переносы воздушных масс и барических образований.

РазновидностиЕ и С форм отличаются главным образом ориентировкой и интенсивностью гребней иложбин.159Основныеособенностисиноптическихпроцессовпризападной(W),меридиональной (С) и восточной (Е) формах сохраняются в холодную и теплуюполовины года. Однако для всех форм от зимы к лету отмечается ослаблениеинтенсивности атмосферных процессов и воздушных переносов, а также некоторыеизменения метеорологических полей, вызванные их сезонной перестройкой. Так, примеридиональной форме (С) высотный гребень, ориентированный зимой с юга на север ирасполагающийся над Британскими островами и Исландией, летом смещается к востокуи распространяется на Западную Европу. При этом его ось обычно ориентирована сюго-запада на северо-восток.

Тихоокеанский гребень также смещается к востоку ираспространяется на Аляску. При восточной форме (Е) летом европейский иамериканский гребни чаще всего ориентированы с юго-востока на северо-запад, т.е. приэтой форме барические поля летом мало отличаются от барических полей зимой. Болеесущественны сезонные изменения типовой картины аномалий температуры. Зимойположительные аномалии температуры при западной форме (W) наблюдаются почтинад всей Европой.

Летом же над большей частью европейской территории России имеждуречьем Оби и Лены наблюдаются отрицательные аномалии температуры. Привосточной форме (Е) зимой над большей частью территории Евразии отмечаютсяотрицательные аномалии температуры, а летом над западной Европой и европейскойтерриторией России располагается очаг положительных аномалий температуры. Примеридиональной форме (С) расположение очагов положительной и отрицательнойаномалии температуры мало меняется от зимы к лету.В настоящее время диагноз западной (W), меридиональной (С) и восточной (Е)форм и их разновидностей производится на основе комплексного аэросиноптическогоанализа с использованием качественных характеристик интенсивности циркуляции приэтих формах.

Способ учета интенсивности циркуляции при диагнозе W, C и Е формподробно изложен в работах [4, 5, 10]. В них также приводятся критические значениямеридиональных и широтных градиентов давления при основных формах атмосфернойциркуляции.В заключение стоит отметить, что важной особенностью классификацииВангенгейма является то, что эта классификация даёт возможность рассматриватьатмосферную циркуляцию не как набор отдельных схем, а как реальные процессы,черты которых различны в зависимости от той стадии, которую занимает данный160процессвцепиегонепрерывногоразвития.Такимобразом,использованиеклассификации Вангенгейма позволяет рассматривать всё многообразие синоптическихпроцессов с большей или меньшей степенью обобщения, с большей или меньшейдетальностью в зависимости от поставленной задачи и метода её решения..