Астапенко П.Д. Вопросы о погоде

Подождите немного. Документ загружается.

14. 18. Могут ли изменения погоды влиять на фауну

океана?

Необычно суровые зимы, сильные северные ветры,

временные изменения морских течений могут губительно

отражаться на фауне умеренных широт, особенно мелко-

водной. Связанные с сильными и продолжительными холо-

дами понижения температуры воды, эпизодически наблю-

дающиеся в океанах, часто приводят к массовой гибели

рыбы. Временные изменения Лабрадорского течения и

течения Ирмингера у юго-западных берегов Гренландии

после аномально холодных зим, влекущих за собой пони-

жение температуры воды, также бывают причиной ка-

тастрофической гибели рыбы.

Примерно каждые шесть—восемь лет погибает много

рыбы у техасского побережья США, на мелководье в Мек-

сиканском заливе. Колебания температуры воды и насы-

щенности ее кислородом оказываются губительными для

ряда живых организмов, в том числе, в конечном итоге,

и для рыбы.

14. 19. Что такое апвеллинг?

Апвеллингом называют подъем глубинных вод в морях

и океанах, вызывающий значительное охлаждение поверх-

ности моря. Различают два типа апвеллинга: прибрежный

и в открытом океане. Прибрежный апвеллинг непосредст-

венно связан с метеорологическими условиями — он воз-

никает при сильном и продолжительном ветре, направлен-

ном приблизительно параллельно берегу, находящемуся

слева от воздушного потока или под небольшим углом

к нему, то есть с суши на море. При этом происходит

сгон поверхностных вод и подъем на их место более хо-

лодных глубинных вод. В открытом океане это явление

связано с метеорологическими условиями лишь косвен-

но — оно обусловлено океаническими течениями, которые

сами по себе связаны с господствующими ветрами. Усло-

вия для возникновения вертикальных движений воды

и ее подъема с глубин на поверхность создаются в рай-

онах расходимости поверхностных течений или связанных

с ними крупномасштабных циклонических вихрей — кру-

говоротов.

14. 20. В каких районах земного шара

наблюдается прибрежный апвеллинг?

В нашей стране явление апвеллинга сравнительно часто

наблюдается в Черном море, у берегов Крыма и Кавказа.

Бывают случаи апвеллинга и на Каспии, а также у юго-

западного побережья Камчатского полуострова. Прибреж-

ный подъем вод систематически наблюдается у западных

побережий США, Перу, Марокко, Южной Африки,

Австралии. Интенсивность его возрастает зимой и летом

и уменьшается в переходные сезоны. В некоторых странах

с муссонным климатом апвеллинг образуется в летний

сезон, при сгоне воды муссонными ветрами. Характерный

летний сезонный апвеллинг наблюдается в ряде мест на

Атлантическом побережье Северной Америки и в Бен-

гальском заливе.

14. 21. Насколько

сильно охлаждаются поверхностные

воды при апвеллинге?

Диапазон понижения температуры воды при апвел-

линге очень широкий — от нескольких градусов до

10—15°С. На Черном море и на Каспии бывают случаи

резких скачков температуры воды после сгона поверхност-

ных вод береговыми ветрами: от 24 до 8—10°С и от 20

до 10—11°С соответственно.

14. 22. Чем

еще, кроме понижения температуры воды,

сопровождается выход глубинных вод на поверхность?

Вместе с глубинными водами на поверхность подни-

маются соединения азота и фосфора, это приводит к бур-

ному развитию фитопланктона в зонах апвеллинга. Фито-

планктоном питаются рачки, служащие кормом для рыбы.

Поэтому здесь обычно бывает больше рыбы, чем на других

участках океана.

14. 23. Какие особенности погоды отмечаются в рай-

онах прибрежного апвеллинга?

В районах постоянного подъема глубинных вод отме-

чается низкая температура поверхности воды и прилега-

ющего к ней слоя воздуха. Температура вышележащего

воздуха до некоторых пор повышается, а не понижается,

как обычно. Таким образом, над районами апвеллинга

существуют устойчивые температурные инверсии, препят-

ствующие распространению влажного морского воздуха

вверх и в глубь суши. Не происходит и сколь-либо значи-

тельного вертикального развития облаков — все запасы

влаги сосредоточиваются в тонком поверхностном слое

воздуха, где часто образуются туманы или тонкая слоистая

пелена приподнятого тумана.

Настоящей, развитой по высоте и способной давать

осадки, облачности в таких районах не бывает большую

часть года. Поэтому в узкой прибрежной зоне в районе

апвеллинга климат засушливый. Примером может слу-

жить Тихоокеанское побережье Чили и Перу в Южной

Америке.

ПОГОДА У ПОЛЮСОВ

ЗЕМЛИ

Две точки на земном шаре

с давних пор занимали людское воображение — геогра-

фические полюса планеты, через которые проходит вооб-

ражаемая ось вращения Земли... Что находится там, как

выглядят окрестности у полюсов, каковы условия оби-

тания, климат и погода в этих точках? Четыре века пона-

добилось человечеству, чтобы от признания шаровид-

ности формы Земли и ее вращения вокруг собственной

оси, а следовательно и от установления понятия «земной

полюс» дойти до реальной возможности увидеть эти за-

ветные места — сперва в северном, а затем в южном по-

лушарии. Достигнуто это было только в начале 20-го

столетия — американским исследователем Робертом Пири

в апреле 1909 года и норвежским ученым-полярником

Руалом Амундсеном в декабре 1911 года. И Пири, и

Амундсен со своими спутниками добрались до полюсов

Земли пешком, на лыжах и собачьих упряжках, и только

через полвека к полюсам стали регулярно летать на само-

летах, а к одному из них — Северному — удалось про-

ложить путь под полярными льдами на подводных лод-

ках и через льды Северного океана на атомном ледо-

коле...

Теперь-то мы знаем, что внешне местность у полюсов

самая заурядная, таких мест на нашей Земле можно найти

множество. Автор этих строк прожил несколько дней на

Южном географическом полюсе, когда отмечалось пяти-

десятилетие его покорения экспедициями Амундсена и

Скотта. Снежная равнина с едва заметным уклоном, глад-

кая и однообразная, как две капли воды походила на ана-

логичные места на обширном пространстве Антарктичес-

кого купола или на шельфовых ледниках, встречающихся

во многих частях Антарктического континента... Но все

же и Южный, и Северный полюса Земли — особые точки

планеты. Здесь самый длинный полярный день (186 су-

ток) и самая длинная полярная ночь (179 суток)! Здесь

и самое большое значение отклоняющей силы вращения

Земли — столь существенной для движения воздуха над

земной поверхностью, то есть для скорости и направления

ветра, ибо именно эта сила уравновешивает действие силы

горизонтального перепада давления (так называемой силы

барического градиента), которая и является первопричи-

ной возникновения ветра.

Для метеорологов полюса Земли — отправные точки

всевозможных расчетов, их важность исключительно ве-

лика, и в этом смысле с ними можно сравнивать, пожалуй,

еще только экватор. Таким образом, Арктика и Антаркти-

ка — особые области нашей планеты уже в силу того, что

там находятся ее географические полюса. Однако на Земле

кроме географических есть и другие полюса: магнитные,

геомагнитные, полюса относительной недоступности, по-

люс ветра, полюс холода — и все они, за исключением

последнего, находятся в полярных областях.

Человеку, оказавшемуся на полюсе, непривычно ощу-

щать, что любое направление, какое бы он ни выбрал для

движения с этой удивительной точки, будет направлением

к экватору, то есть на юг, если он находится на Северном

полюсе, или на север, если он стоит на Южном полюсе.

Северный и Южный географические полюса Земли

при внешнем сходстве своем — оба они находятся в ледя-

ной пустыне, круглый год скованной морозами, — имеют и

существенное различие: под двух-трехметровым ледяным

покровом на Северном полюсе — многокилометровая тол-

ща воды океана, а Южный географический полюс нахо-

дится на континенте Антарктида, покрытом ледяным

панцирем толщиной 3—4 км; северные окраины этого

континента омываются водами Южного океана.

Арктика и Антарктика — полярные области нашей

планеты. И там, и там — суровый климат, но летом в глу-

бинных районах Антарктики даже в полярный день, когда

солнце не заходит за горизонт, бывает так же холодно,

как в Арктике зимой. Антарктида — самый высокий ма-

терик планеты, что в сочетании с ее географической ши-

ротой и определяет исключительную суровость климата

на этом континенте, где морозы бывают ниже —80° С,

а скорость ветра достигала 80 м/с. Арктика в районе

Северного географического полюса — огромное ледяное

поле, скрывающее под собой океанские глубины, колос-

69. Дизель-электроход «Обь» — пио-

нер советских антарктических экспе-

диций

сальный по объему резервуар воды и хранилище запа-

сов тепла, приносимого из низких широт океанскими те-

чениями.

15. 1. Где проходят границы Арктики и Антарктики

и как связано их местоположение с условиями

погоды или климатом?

Арктика — северная, а Антарктика — южная поляр-

ные области земного шара, примыкающие к географичес-

ким полюсам планеты. Границами их можно считать се-

верный

южный полярные круги

—

66°33'

соответствую-

щих широт. Это очень условные границы, показывающие

географическую широту, выше которой бывают полярные

день и ночь, то есть солнце на протяжении суток не захо-

дит за горизонт или не показывается из-за горизонта. Бо-

лее удобно и с большим основанием можно определять

границы Арктики и Антарктики по естественным, объек-

тивно существующим или чисто климатологическим при-

знакам. К этому склоняются сейчас все исследователи

полярных областей Земли. При этом принято выделять,

помимо собственно Арктики, еще и Субарктику, а в Юж-

ной полярной области — помимо Антарктики, еще и Суб-

антарктику (так же как есть в низких широтах тропики

и субтропики).

Для Арктики южной границей избрано положение

июльской изотермы 5° С — линии, на которой в самом теп-

лом месяце года — июле средняя месячная температура

воздуха равна 5° С. Таким образом, в пределах Арктики

оказываются Северный Ледовитый океан, его окраинные

моря со всеми островами, отчасти северное побережье Аме-

рики и значительные участки высокоширотной акватории

Атлантического и Тихого океанов. Южная граница Суб-

арктики примерно совпадает с северной границей лесной

зоны и южной границей тундры. Местами она проходит

чуть севернее, а местами — чуть южнее полярного круга.

Для Антарктики границы определены самой природой:

это хорошо заметные на поверхности Южного океана ли-

ния антарктической конвергенции и линия субтропичес-

кой конвергенции. На линиях конвергенции более холод-

ные воды, притекающие с юга, сходятся с более теплыми

водами с севера. На этой линии (фактически — полосе ши-

риной несколько сотен метров) резко изменяются темпе-

ратура и соленость воды, а также состав органической

жизни в воде (фито- и зоопланктон). Это хорошо заметно

с палубы корабля при пересечении линии в светлое время

суток. Линия антарктической конвергенции, лежащая

приблизительно между 55 и 60° ю. ш., является северной

физикогеографической границей Антарктики, а линия суб-

70. Дизель-электроход «Михаил Со-

мов» — флагман советского антарк-

тического флота, сменивший леген-

дарную «Обь». Фото Б. Шельпякова

тропической конвергенции — северной границей Субан-

тарктики и одновременно — ориентировочной границей

Южного океана. Последняя проходит через южные око-

нечности Новой Зеландии, Австралии, Африки и Южной

Америки, то есть примерно между 40 и 45° ю. ш.

15. 2

В чем особенности климата Арктики?

Две основные особенности определяют климат аркти-

ческой пустыни — избыточное увлажнение и очень низкие

температуры воздуха. Под избыточным увлажнением в

климатологии подразумевается малая испаряемость по от-

ношению к выпадающим осадкам, когда за год осадков вы-

падает в два с лишним раза больше, чем за тот же период

испаряется влаги с земной поверхности. Температура

воздуха здесь в течение всего года не бывает больше

19° С.

Вопреки широко распространенному мнению, в север-

ном полушарии самые жестокие морозы бывают зимой не

в Центральной Арктике, а далеко к югу от Северного по-

люса, у самого полярного круга, в глубине континента

Азии. Но в Арктике очень холодное лето, здесь весь год

сохраняются льды, так как они не успевают растаять за

лето. Таяние льдов под лучами солнца во время длинного

полярного дня поглощает почти все солнечное тепло, ко-

торого, таким образом, оказывается недостаточно для на-

гревания воздуха. Средняя температура воздуха в сере-

дине зимы в Центральной Арктике около — 36° С, а в

самые теплые летние месяцы — около 0° С. Морозы с

температурой воздуха ниже —40° С в Арктике не так уж

часты — сказывается приток тепла через морские льды

от воды океана. Только над плотными толстыми льдами

и на отдельных станциях в Американском секторе Арк-

тики минимальные температуры воздуха иногда бывают

ниже —50° С, (Моулд-Бей и Юрика: —52, 8° С, Исаксен:

— 53, 9° С). Максимальная температура воздуха в Цент-

ральной Арктике не превышает 5° С, тогда как на побе-

режье арктических морей в Азиатской части континента

она в отдельные дни может доходить до 30° С.

15. 3

Насколько климат Антарктики суровее климата

Арктики?

Если воспользоваться для оценки суровости погоды

комплексным индексом Бодмана, учитывающим и темпе-

ратуру, и ветер, то условия погоды в Арктике зимой при-

мерно оказываются соответствующими условиям погоды

в Антарктиде летом. Так, на Южном полюсе в летние

месяцы (декабрь — февраль) индекс Бодмана составляет

от 4, 6 до 6, 3, тогда как на Северном полюсе в те же ме-

сяцы, являющиеся в северном полушарии зимними, он

составляет от 5, 3 до 5, 6. Для станции Айсмитте в Грен-

ландии, расположенной примерно на той же высоте над

уровнем моря и примерно на той же географической ши-

роте, что и антарктическая станция Пионерская, соотно-

шение индексов суровости погоды такое же: зимой на

Айсмитте индекс составляет 6—7, летом — 3—4, тогда как

на Пионерской соответственно 11—12 и 7—8. Чрезвычай-

ная суровость погоды на станции Пионерская объясня-

ется местоположением станции на склоне антарктического

купола, где постоянны сильные ветры. Даже на станции

Восток, самой «холодной» и самой «высокой» из всех

антарктических станций, ввиду расположения ее в цент-

ральной части ледникового плато, где ветры слабее, индекс

Бодмана зимой составляет 9, 3, а летом 5, 3, то есть мень-

ше, чем на Пионерской.

15. 4. Чем объяснить, что Арктика теплее Антарктики?

Летом Антарктика получает примерно на 7% больше

солнечного тепла, чем Арктика, так как Земля в своем

вращении вокруг Солнца в июне находится в афелии, а в

декабре — в перигелии. Однако, несмотря на это, климат

Южной полярной области суровее, чем Северной. Каза-

лось бы, парадокс, но объясняется он довольно просто.

Прежде всего, у Южного полюса существует материк, и

к тому же — самый высокий из всех шести, имеющихся

на Земле. Средняя высота Антарктического континента

составляет несколько больше 2000 м, тогда как следую-

щая за ним по высоте Азия имеет среднюю высоту около

900 м. Таким высоким материк Антарктида оказался

из-за мощного слоя льда, покрывающего коренные мате-

риковые породы. Средняя толщина материкового льда в

Антарктиде примерно 1800 м, при этом в центральной

части Антарктического купола, вблизи геометрического

центра континента, она без малого 4000 м, в районе со-

ветской станции Восток — около 3500 м, а на самом геог-

рафическом полюсе — около 2800 м. В Центральной Арк-

тике высота поверхности ледяных полей, покрывающих

акваторию Северного Ледовитого океана, практически

соответствует уровню моря — она составляет считанные

метры. За счет только разности высот Антарктида должна

быть холоднее Арктики в среднем примерно на 13° С, а на

вершине ледяного купола — на целых 25—28° С, если

считать, что температура воздуха в атмосфере убывает

на 6, 5° С на каждый километр высоты.

Но это не все. Есть вторая, не менее важная причина:

Северный Ледовитый океан имеет свободное сообщение с

Атлантическим океаном на обширном пространстве между

Гренландией и северной оконечностью Европы. Теплые

воды Атлантики, в том числе мощное теплое течение Гольф-

стрим, свободно проникают под арктические льды и отдают

колоссальное количество тепла Арктике, смягчая ее климат.

Кроме того, в Северный Ледовитый океан впадают

десятки крупнейших рек Евразии и Северной Америки.

Вместе с пресной водой этих рек Арктика круглый год по-

лучает дополнительное количество тепла, которого лишена

Антарктика. В Южном океане нет меридионально направ-

ленных океанических течений, подобных Гольфстриму,

там существует самый мощный поток Мирового океана —

Антарктическое циркумполярное, или круговое, течение,

направленное с запада на восток. Мощность его в шесть-

восемь раз превышает мощность Гольфстрима.

15. 5. Почему мощность полярных льдов в Антарктике

больше, чем в Арктике?

Причины этого те же, что и причины различий клима-

тов на Южном и Северном полюсах Земли: наличие кон-

тинента у Южного полюса и океана у Северного полюса.

Когда на Земле впервые появились шапки полярного льда

(а это произошло, по данным разных авторов, от 1 до

10 млн. лет назад), то на суше Южной полярной области

лед с каждым годом продолжал накапливаться, так как не

было поступлений тепла с водой, приносимой течениями

с низких широт, как это имело место в Северной поляр-

ной области. У Северного полюса образовывались лишь

тонкие морские льды, которые могли и таять, и уносить-

ся течениями в более низкие и более теплые широты. На-

копление льдов в северном полушарии имело место только

на островных участках суши в Арктике и в высокогор-

ных районах. В период наибольшего развития оледенения

льды покрывали северные части материков Евразии и

Америки, а в последующем, при потеплении климата, от-

ступили снова в Центральную Арктику, но сохранились в

Гренландии и на островах Канадского архипелага. В на-

стоящее время площадь арктических морских льдов со-

ставляет 10 млн. км

, а площадь оледенения на суше в Арк-

тике — 2 млн. км

. В Антарктике ледники занимают пло-

щадь почти 14 млн. км

, а морские льды зимой — еще око-

ло 20 млн. км

(летом последних в восемь раз меньше).