Кухня погоды

Серьёзной проблемой в метеорологии является описание механизма циклонов и антициклонов. Хотя циклоны и антициклоны и не являются вихрями Тейлора или вихрями Бенара понимание механизма вихревого движения позволяет прояснить и некоторые детали механизма циклонов и антициклонов. В метеорологии и климатологии циклоны и антициклоны называются вихрями. Сохраним и мы за ними это название, понимая, что они в действительности стабильными вихрями не являются.

Не указывая этого в последующем, буду приводить цитаты из книги Хромов С.П. Петросянс М.А. Метеорология и климатология. 2006 (книга скачана из интернета).
"Вне тропиков отчетливо
выделяются следующие зоны:
зона I — область относительно высокого давления над полюсами;
зона II — пояс низкого давления в районе субполярных широт (60—65°), испытывающий непрерывные петлеобразные возмущения (типа речных меандров);
зона III — умеренные широты, где непрерывно возникают, развиваются и исчезают движущиеся атмосферные возмущения — волны и вихри в форме циклонов и антициклонов;
зона IV — пояс высокого давления в субтропических широтах около 30—35° широты, объединяющий обширные, расположенные над океанами антициклоны; это так называемый пояс субтропических антициклонов.
На обращенной к экватору периферии субтропического пояса высокого давления в тропиках также можно выделить характерные зональные области в поле давления:
зона IV — те же самые крупномасштабные замкнутые области высокого давления в форме субтропических антициклонов, особенно над океанами, периферия которых распространяется до 25° широты;
зона V, где приземное давление уменьшается от субтропиков в направлении экватора;
зона VI — экваториальная ложбина, т.е. пояс низкого давления, который опоясывает весь земной шар и испытывает сезонные смещения, различные на разных долготах."

В соответствии с положениями вихревой физики высокое атмосферное давление должно наблюдаться в случае, когда при взгляде в направлении движения вихря он вращается по часовой стрелке. Поэтому антициклоны в северном полушарии и вращаются по часовой стрелке. Но высотные слои атмосферы избытком воздуха не обладают. Заимствовать воздух они могут только у соседних зон. Поэтому рядом с зоной 1 с повышенным давлением обязана существовать зона 2 с пониженным атмосферным давлением. И вновь вихревая физика подсказывает, что при взгляде в направлении движения воздуха (т.е. снизу вверх) вращение должно идти также по часовой стрелке. А т.к. в метеорологии этого различия не делают, то в ней противоестественно принято, что вращение в циклонах идёт против часовой стрелки.
Зона 3 является зоной, в которой не поставляются ни богу свечка, ни чёрту кочерга. Поэтому в ней "непрерывно возникают, развиваются и исчезают движущиеся атмосферные возмущения — волны и вихри в форме циклонов и антициклонов".

Солнце постоянно зверствует в районе экватора, круглый год поставляя большое количество тепла. А тёплый воздух имеет обыкновение подниматься вверх (при взгляде снизу вращаясь по часовой стрелке). Поэтому в приэкваториальной зоне 6 и наблюдается пониженное давление. Поднявшийся же вверх воздух не может болтаться на высоте неприкаянным. Поэтому он и опускается вниз (при взгляде по направлению движения вращаясь по часовой стрелке) в зонах 5 и 4.

"В умеренных широтах Северного полушария в нижней тропосфере преобладают южные составляющие, а в верхней тропосфере — северные, но их скорости весьма невелики. Такое распределение средних меридиональных составляющих ветра породило представление о существовании в каждом полушарии двух замкнутых колец циркуляции воздуха. В тропиках это кольцо циркуляции получило название ячейки Хэдли (Гадлея). Считалось, что существующий в тропиках в нижней части тропосферы перенос воздуха к экватору, его подъем в экваториальной зоне и обратный перенос в субтропические широты в верхней тропосфере, а там опускание воздуха вниз осуществляется в виде замкнутой циркуляции. В умеренных широтах это второе кольцо получило название ячейки Ферреля. Считалось, что существующий здесь в нижних слоях перенос воздуха от субтропических широт к полярным, его подъем в полярных широтах, обратный перенос к субтропическим широтам в верхних слоях и опускание в субтропических также происходят в виде замкнутой циркуляции. Такое представление оказалось слишком упрощенным."

Красивая картинка ячеек Гадлея и Ферреля поганится наличием на шарике суши и водной акватории. Ведь летом суша прогревается сильнее воды. Зимой напротив суша выстуживается сильнее океанов. Длина Евразии по параллели велика. Поэтому зимой над Восточной Сибирью формируется обширный и устойчивый антициклон. Летом же по нашей 3 зоне постоянно гуляют циклоны и антициклоны, которые и портят картину ячеек Гадлея и Ферреля.

Более или менее понятно формирование циклонов и антициклонов весной и осенью. Граница между холодным и тёплым фронтами перемещается с севера на юг или с юга на север. Тёплый воздух при этом поднимается вверх, приобретая вращение по часовой стрелке. Закон сохранения момента количества движения требует обратной закрутки воздушных масс. Вращение же в обратном направлении должно сопровождаться и противоположным движением воздушных масс. Т.е. рядом с циклоном формируется антициклон. И возникшие атмосферные образования разбегаются в разные стороны. Поэтому эталоном изменчивости и служит весенняя и осенняя погода.

Но на земном шарике существуют ещё две кухни погоды. Одна из них расположена в Атлантическом океане в районе Ирландии. А вторая расположена в Тихом океане у берегов Чили, так называемое течение Эль Ниньо и Ла Ниньо. Рассмотрим вторую кухню, оказывающую более существенное влияние на климат, чем первая кухня. У берегов Чили идёт океанское течение от берегов Антарктиды к экватору. Причём это течение имеет две фазы: Ла Ниньо с низкой температурой поверхности океана и Эль Ниньо с высокой температурой поверхности океана. В холоде жизнь в океане буйствует. В тепле жизнь практически погибает, океан гниёт от погибшей живности. Но Эль Ниньо и Ла Ниньо оказывают существенное влияние на земной климат. Ведь на уровне Чили суши кот наплакал. В основном расположены океаны. Поэтому ячейки Гадлея и Ферреля мало деформированы. А земной шарик всё же замкнутая система. И ячейки Гадлея и Ферреля южного полушария распространяют своё влияние и на северное полушарие. Т.е. как только наступает Эль Ниньо, на земном шарике наступают природные катаклизмы. Скажем, Подмосковье и Москва задыхаются от смога горящих болот. Наступает Ла Ниньо и всё нормализуется.