> Энциклопедический словарь Гранат, страница 361 > Погода

Погода

Погода. Если бы мы позкелали изучать явления П. по наблюдениям только па месте нашего пребывания, по записям какой-либо одной метеорологической станции, то для разрешения целого ряда вопросов мы не нашли бы достаточно данных, и эти вопросы остались бы без ответа. П. данного места зависит не столько от местных, сколько от общих причин, и эти общия причины могут быть выяснены только по наблюдениям в целом ряде пунктов, при помощи сравненных между собою инструментов и в близко одпи и те же моменты времени. Для сопоставления мезкду собою наблюдений отдельных станций, чтобы получить возможность обозревать условия распределения П. на большей или меньшей площади земного шара, обыкновенно пользуются географической картой, на которой цифрами, линиями и условными знаками изображаются вазкпейшиоэлсменты,определяющие собой тот или иной характер П. Такого рода карты, относящияся к определенным моментам времени, носят название „синоптическихъ“, и основанный на применении их метод изучения П. называется синоптическим. Составляя карты для последовательных моментов времени, мы получаем возможность следить за одновременными изменениями П. на большей или меньшей части земного шара, изучать отдельные явления в их перемещении по земной поверхности.

Самым важным элементом, определяющим тот или иной характер IL в некотором районе, является барометрическое давление. Для карт П. пользуются исключительно приведенными к уровню океана величинами барометрического давления, по которым на карте проводятся изобары, т. е. линии, соединяющия места с одинаковым барометрическим давлением. Направление и величина барометрического градиента (т. е разница давления на расстояние в 1 широты=111 килом.) определяют собою как направление, так и скорость ветра, а вместе с тем, в зависимости потому, откуда переносятся массы воздуха и их физические свойства. Наблюдавшийся на каждой станции ветер на картах изображается по направлению стрелкой, летящей туда, куда ветер дует, и по скорости таким количеством перьев (идущих вбок черточек), какому равносильна скорость в баллах шкалы Бофорта (смотрите ветер, XII, 164). Наблюдавшаяся на каждой станции облачность изображается степенью зачфрнения кружка, изображающого местоположение станции, и, кроме того, условными знаками отмечаются, если наблюдались, дождь, снег, туман и тому подобное. Температура воздуха или дается цифрами около станции, или же, на основании этих величин, проводятся изотермы (линии равной температуры). Для суждения о том, насколько холодно или тепло в каждом данном пункте, обычно вычисляются, кроме того, величины отклонения температуры от нормы, причем за норму принимаются вычисленные, на основании долголетних наблюдений тфмперат. для данного дня и часа.

Изобары обыкновенно складываются в некоторые системы, из которых наиболее важную роль играют циклонические и антициклональные. Циклоническая система, или циклон, изображается рядом концентрических изобар, причем в центральной части давление наиболее низко и отсюда во все стороны возрастает. При таком распределении давления воздух устремляется от периферии к центру, но под влиянием вращения земли отклоняется в северном полушарии вправо, в южном влево и движется по спиральным линиям, приближаясь к центру. У гол отклонения ветра от направления градиента зависит от величины трения воздуха о земную поверхность; на сушеон меньше, чем над морем. Прите кающий со всех сторон к центру воздух выносится восходящими токами кверху и здесь растекается во все стороны. Антициклональная система, или антициклон, изображается также рядом концентрических изобар, но в центральной части здесь давление наиболее высоко и убывает отсюда во все стороны. Воздух движется от центра к периферии и также вследствие вращения земли отклоняется от направления градиента, двигаясь по спиральным расходящимся линиям. Утекающий от центра воздух пополняется нисходящими токами из более высоких слоев атмосферы. Распределение ветров в циклонах и антициклонах дает возможность формулировать нижеследующее простое правило Бейс-Бало: если стать так, чтобы ветер дул в спину, то в северном полушарии минимум (т. е. наиболее низкое давление в циклоне) будет находиться налево впереди, а максимум (т. е. наиблее высокое давление) направо позади.

Циклоны наших широт очерчиваются обычно изобарами эллиптической формы, причем большая ось их направлена чаще всего с юго-запада к северо-востоку, т. е. по главному направлению перемещения наших циклонов. Можно различать таким образом переднюю и заднюю сторону циклонов, причем обе эти стороны резко разнятся по господствующей в них погоде. К передней части в наших условиях _ притекают обычно теплия и влажные массы воздуха, которые при наличии восходящих движений, поддерживаемых к тому же разностями температуры, быстро достигают состояния насыщения; образуются облака, из которых при температурах выше нуля падает дождь, при температурах ниже нуля— снег. Ветра задней части циклонов приходят из более высоких широт и приносят более холодный и сухой воздух; образование осадков и облаков прекращается, и здесь господствует сухая, ясная и прохладная погода.

На нижеследующем чертеже показано схематическое» распределение П. в циклоне.

Очень часто, в особенности в зимнее полугодие-изобары сгущаются, барометрический градиент становится значительным, и ветры достигают степени бури. Такие циклоны представляют серьезную угрозу, в особенности, для мореплавателей; в зимнее время, в

КАРТА ПОГОДЫ 26 апреля 1912 г.

Ёжедневный метеорологич. бюллетень Николаевской Главн. Физич. Обсерватории.

«V: iso.

V-ОБРАЗНАЯ ДЕПРЕСОЯ

if

Чб5

<5отъроятиои,Л погоЭ.а. вл

1~1 <AnpnnS(.QIO Мая) Эли,2>Оиг5>л«ги.

чие.сГол.£ги.о&тл/ж—

п.ерсвтЦрм. нсс слвЬмэозк’пси/Эл» -ц. -к.атгсйП!); ХОЛОСТО И /0<пг«.л&-HoS- (lBo-gcvu; злжорозкиАНсидаизе-poSocmoYL“ гс ъихслпи, ЯоОС-тотчх

Ьссс’Эк/а feis -иГ.сосс-егсид -с-рёЭ-кеи-сйолггс,м/освор<яъскели!ии югигь им/г стси/ллд. ruo Ytodbjocvce K) <Кал/тгисАссхго%м.О|оаи, ofcilj «О-СсЙ-ХойииЬчл-сталйнои. tPo/ссгчЛ..

МЛггиор.м.свил. /ариоовиг ср е вв< г нгЛ-

-и.о-сла/ил- Gi-ep-cv, $<, глс $ев в-ои. Терн.ойъвсАиоёс-лое л.сиэ5и.

иИ)<х/з ож Стгаги/и е toVV/ji]( Гс-ИВ | ) Ь«Лв“‘

<л» У р-о“ (Иврb Ь‘- Ди_. м-)

совокупности с снегопадом, они вызывают метели, очень часто прекращающия у нас всякое сообщение.

ЦЗОБАРЫ

------ИЗОТЕРМЫ

Антициклоны обычно очерчиваются так же, как и циклоны, замкнутыми изобарами. В центральной их области, вследствие указанных выше нисходящих движений, сопровождаются нагреванием масс воздуха и удалением их от насыщения, по преимуществу устанавливается ясная, безоблачная погода, и господствуют слабые ветры. При таких условиях летом, когда ночь коротка, а день длинен, поверхность земли сильно нагревается солнечными лучами, потеря тепла излучением незначительна, и летние антициклоны приносят с собой жаркую погоду. Обратно, зимою, когда день короток и ночь длинна, излучение играет при ясном небе преимущественную роль, нагревание солнечными лучами незначительно, и зимние антициклоны отличаются холодами. Снежный покров, обладающий сильной лучеиспускательной способностью и дурной теплопроводностью, еще более способствует при этом понижению температуры воздуха.

Циклоны и антициклоны, или иначе минимумы и максимумы, являются глазными барометрическими системами, создающими у нас тот или иной облик И. Кроме них, еще различают некоторые частные виды, как-то: частные минимумы, в-образные депрессии, отрог, слъд’ ловину и параллельные изобары. Частные, или вторичные, минимумы очень часто появляются на периферии основных. Обычно они быстро огибают основной центр, оставляя его влево, вызывая кратковременные, но резкие изменения П.; в летнее время в них разражаются ливни и грозы. В-образные депрессии представляют собою часть очень обширного циклона, и в них также различаются: передняя часть, пасмурная с осадками, и задняя часть без осадков; по линии раздела часто проходят шквалы. Отрогом называется область высокого давления между двумя циклонами, которыми и обусловливается характер П. Седловина образуется из совокупности накрест расположенных двух максимумов и двух минимумов; здесь господствует переменная П.; летом часты грозы. область параллельных изобар имеет особое значение при устойчивой погоде в средине зимы или лета. Все перечисленные здесь виды распределения давления с характерными свойствами 33. можно видеть на прилагаемой синоптической карте.

Барометрические минимумы и максимумы обладают способностью менять свое положение на земной поверхности и перемещаются обыкновенно совершенно определенным образом. Барометрический минимум в большинстве случаев движется таким образом, что часть, отличающаяся повышенными температурами, большой облачностью и большими осадками, обращена в ту сторону, куда минимум движется; та же часть вихря, где температуры понижены и облачность уменьшена, всегда оказывается задней частью движущагося вихря. В барометрическом максимуме нет такой типичной разницы в различных сторонах вихря.

Скорость движения минимумов по непосредственным наблюдениям оказывается черезвычайно различной и для одного и того же минимума не остается постоянною, изменяясь в очень широких пределах. Ток, в

Соединенных Штатах Северной Америки средняя скорость минимума—42 км. в час, на Атлантическом океане и в Западной Европе она значительно меньше,— 27—28 км., в Европейской России—34 км. ). Зимою вообще она больше, чем летом. Следующая табличка дает скорости движения минимумов летом и зимою.

		Зима.		Лето.
Соединенные Штаты .		51		30 км. в час
Западная Европа. .		29		24 » » »
Россия		39		29 » » »

В каких пределах могут колебаться действительные скорости, показывают следующия цифры: известны минимумы, скорость движения которых близка к 0; а с другой стороны, наблюдалась скорость движения в 126 км.

Тропические циклоны перемещаются обыкновенно значительно медленнее минимумов средних широт. Средняя скорость движения Антильских ураганов— 23 км. в час, азиатских циклонов 14 км.

Скорость перемещения барометрических максимумов по непосредственным наблюдениям меньше, чем для минимумов. Следующая таблица дает ея величины для зимы и лета и в среднем годовом.

Лето. Зима. Год.

Соединен. Штаты. 35,7 42,0 38,6 км. в ч.

Европа 25.5 24.5 25,7 » ь »

Направление перемещения барометрических максимумов гораздо менее правильно, тем минимумов: траектория центра вихря представляет собой всегда в высшей степени неправильную и изломанную кривую. Общее направление движения—CbNW или W на SE или Е; при этом в Европе обыкновенно зимою максимумы движутся более к югу, летом более к северу.

В барометрическом минимуме прибывающия по низу массы воздуха, втягиваемия восходящим вертикальным движением в центральной его части, верхними течениями выносятся снова в окружающую атмосферу. Таким образом, в вихрь постоянно и непрерывно, вплоть до полного его заравнивания или исчезновения,— вступают и удаляются новия массы воздуха. Следовательно, барометрический минимум не есть прежде всего разрежение, связанное с одной какой-либо определенною массою воздуха. При этом вихрь еще перемещается по земной поверхности. Поэтому барометрический минимум правильнее представлять себе как разрежение, подобно волне катящееся в своем поступательном движении с места на место и последовательно втягивающее и пропускающее через себя новия сменяющияся массы воздуха и ими питаемое. Совершенно аналогично этому барометрический максимум будет представлять собою волну сгущения или сдавливания, питаемую притекающими сверху и уносимыми нижними течениями массами воздуха.

Вихревия системы с вертикальною осью в самих себе носят причины, вызывающия их перемещение по земной поверхности. Раз образовалась такая вихревая система, очевидно, что существовать без всяких изменений она может только до тех пор, пока количества втекающого в нее воздуха равны количествам воздуха, из нея оттекающого, и пока приток и отток идут во все стороны от центра совершенно симметрично и равномерно. Если в барометрическом минимуме приток воздуха превышает его отток, нарушенное равновесие в данном месте атмосферы понемногу восстановляется, и минимум, явившийся результатом этого нарушения равновесия, мало-по-ыалу выполняется, заравнивается. В том случае, когда отток, наоборот, берет перевес над притоком, барометрический минимум должен углубляться, усиливаться. При барометрическом максимуме изменение соотношения между притоком и оттоком вызовет обратный результат: максимум должен усилиться, расти, если приток берет перевес над оттоком; наоборот, преобладание оттока над притоком вызовет постепенное рассасывание, растекание максимума среди окружающихх) Из этих цифр понятно, почему иногда скорость перемещения барометрических минимумов сравнивают со скоростью движения пассажирски поезда жел. дор.

масс воздуха. При этом образовавшийся вихрь с вертикальною осью только до тех пор будет неподвижен, пока приток и отток происходят совершенно равномерно и симметрично во все стороны. Как только с одной какой-либо стороны равенство между притоком и оттоком в вихре будет нарушено, само собой понятно, что барометрический минимум потеряет симметрию и будет выполняться там, где приток преобладает над оттоком, наоборот, будет углубляться и усиливаться с той стороны, где отток сильнее притока; поэтому центр вихря должен переместиться оттуда, где идет выполнение, в ту сторону, где преобладание оттока заставляет давление воздуха далее уменьшаться. Обратное будет иметь место в барометрическом максимуме. В этом именно постепенном смещении центра вихря и состоит движение таких вихревых систем.

В сформировавшемся на еекоторо площади барометрическом минимуме па той стороне его, которая обращена к полюсу, ветры будут составлять с градиентом больший угол, чем на стороне вихря, обращенной к экватору. Если представить себе теперь в любой точке ветер разложенным на две слагающия, из которых одна направлена по изобаре, другая по направлению градиента, то очевидно, что слагающая по направлению градиента, определяющая количественно приток воздуха снизу, будет тем больше, чем меньше угол ветра с градиентом. Отсюда же понятно, что внизу к центру вихря будут приближаться тем большия массы воздуха, чем меньше угол ветра с градиентом. Поэтому в совершенно правильном и симметричном барометрическом минимуме выполнение вихря вообще будет итти, при прочих равных условиях, быстрее там, где угол ветра с градиентом меньше, и центр вихря будет стремиться перемещаться по меридиану от экватора к полюсу, если, конечно, не существует других причин, изменяющих направление его движения.

В барометрическом максимуме те же причины вызовут на полярной стороне вихря более слабый приток воздуха сверху, чем на экваториальной. А это будет иметь следствием совершенно так же, как в минимуме, стремление в вихре перемещаться по меридиану от полюса к экватору. Но это перемещение в меридиональном направлении в максимуме должно быть выражено гораздо более слабо, чем в минимуме, так как ветры в области первого несравненно слабее, чем в области минимума. Таким образом в рассматриваемом вихревом движении всегда существует меридиональная слагающая, стремящаяся сместить центр вихря вдоль меридиана; на ея существование указано было впервые Феррелем.

В. Томсон (лорд Кельвин) указал затем еще на одно черезвычайно характерное и важное свойство вихревых систем. Возникшая вихревая система относится к внешним воздействиям, как твердое тело. Встречая массы воздуха, она их задерживает, испытывая от них давление с той стороны, которая встречает эти движущияся массы; наоборот, со стороны противоположной, как за твердой преградой, образуется разрежение. Само собой разумеется, что при подвижности рассматриваемых вихревых систем это давление— с одной, разрежение—с другой стороны должны привести в движение такую систему в том же направлении, в каком движутся встречаемия ей массы воздуха. Таким образом получается вторая слагающая по направлению общого движения атмосферы.

Этими двумя слагающими: меридиональною и по направлению общого движения атмосферы—определяется общее перемещение вихрей с вертикальной осью. Это не значит, что такие вихри всегда и неизменно движутся только исключительно под влиянием этих двух причин: напротив, целый ряд других, еще более мощных факторов существенно, иногда коренным образом, изменяет перемещение минимумов и максимумов; но среднее из безконечного разнообразия действительно наблюдаемых движений показывает, что все остальные факторы, определяющие движение вихря, относятся к двум выше отмеченным, как не периодические влияния к периодическим факторам погоды. Когда исключено в среднем из большого числа наблюдений влияние случайных, отклоняющих от нормы факторов, всегда и неизменно оказывается движение вихрей под влиянием этих двух основных факторов.

Наблюдения показали, что по крайней мере в Европе масса воздуха антициклона теплее циклопа. Распредел. температуры зимой в Австрийских Альп.:

Циклон.

Выс.н.у.моря Центр, (метры). С.

500 1,9 — 5,0

1000 — 1,0 — 7,4 1500 — 3,9 — 9,7 2000 — 6,8 —12,1 3000 —12,7 —16,8 3500 —15,6 —19,2 Средняя 1). — 6,9 —12,1 » ) 0,58 0,47

Секторы. Центр анти-

В. ИО. 3.циклона.

— 4,3 — 3,9 — 1,8 — 8,6

— 2,4 — 2,9 — 4,9 — 3,8

— 2,1 — 3,1 — 8,1 — 1,2

— 3,3 — 4,6 —11,3 — 0,9 —10,3 —11,1 —17,6 — 6,7 —16,2 —16,1 —20,7 —13,0

— 5,6 — 6,1 —11,3 — 4,5

0,40 0,41 0,63 9,48

В долинах (500 м.) всего холоднее в центре антициклона, но уже на 1.000 м. н. у. м. или 500 м. над долинами гораздо холоднее в С. и 3. частях циклопа, там же ниже и средняя температура столба воздуха между 500—3.500 м., а в центре антициклона температура выше всего; там же убывание температуры с высотой всего медленнее, а в центре и в 3. части циклона всего быстрее.

Эти данные Ганна вполне согласны с наблюдениями на шарах вв разных частях Европы. Так, 14 сентября 1898 г. были одновременные подъемы из Англии и Берлина, в обширной области антициклона. Температура была высока как в нижнем слое, так и на больших высотах. Изотерма 0° была на высоте 4.200 м. в Англии, а над Берлином 3.800 м., т. е. так же высока, как в самые теплые летние дни. ИИрп подъемах из Берлина во время циклона в мае и антициклона в феврале оказалось, что она выше в последнем, кроме поверхности земли.

Высота метров.