2 месяца назад
Нету коментариев

Восток и юго-восток США

Иногда климатический режим востока Северной Америки отождествляют с ре­жимом японского муссона. Действительно, зимой холод­ные вторжения из Канады достигают Мексиканского залива, следуя с северо-запада. Эти опускающиеся и без­облачные массы приносят очень слабые осадки. Летом, наоборот, с юго-запада приходят теплые и насыщенные влагой ветры, которые обрушивают сильные дожди на хлопковые и кукурузные поля. Создается впечатление, что налицо все особенности подлинного муссона: сезонное обращение ветра, вторжение настоящих холодных масс зимой, асимметрия в годовом ходе осадков. И все же речь идет лишь о муссонной тенденции.

Прежде всего, годовое перемещение зон давления незначительное. На рис. 17 видно, что междутропическая зона конвергенции перемещается лишь на 5° между 60 и 140° з. д. и что это колебание практически одно и то же над материком и над соседними морями. Рис. 3 и 4 пока­зывают также, что западный поток имеется на 500 мб вплоть до 32-й параллели как зимой, так и летом. Воз­растание скорости зимой характерно не для одной Се­верной Америки — это планетарное явление, общее для всех океанов и материков. Наконец, карты изобар для уровня моря (см. рис. 1 и 2) не выявляют никакого заметного различия между зимой и летом. Как в тот, так и в другой сезон к югу от 40-й параллели располагается барический гребень, а атлантическая депрессия в это время занимает высокие широты. Высокое давление, намечающееся на севере Канады в зимнее время, может считаться лишь самым скромным аналогом мощного си­бирского термического антициклона. Точно так же ло­кальная и неглубокая депрессия над Калифорнией в июле не идет ни в какое сравнение с обширной азиатской депрессией.

Все эти различия ясно говорят, что континентальный массив Америки неспособен вызвать возмущение зональ­ной циркуляции. «Размеры материка не настолько велики, чтобы на нем мог возникнуть автономный режим давления и ветра, сравнимый с режимом азиатских муссонов»,— писал Болиг еще в 1935 г. Действительно, следует учесть треугольную форму Северной Америки. Небольшая ши­рина материка в низких широтах уже оказывается поме­хой для развития летней депрессии. С другой стороны, если северные равнины и создают хорошую базу для воз­никновения зимних термических антициклонов, то цик­лоническая кривизна, вызываемая Скалистыми горами, ведет к периодическому разрушению холодной пленки. Меридиональный рельеф играет здесь регулирующую роль, тогда как широтные горные цепи Азии усиливают планетарное перемещение. В любой сезон с подветренной стороны Скалистых гор образуется узкая барическая ложбина, и западные ветры остаются господствующим воздушным течением на всем материке.

Зимний и летний потоки в нижних слоях имеют одни и те же характеристики. Как зимой, так и летом к северу от 40-й параллели постоянно господствует северо-запад­ный, а к югу от этой параллели — юго-западный перенос (рис. 36). Такое распределение проявляется как на средних картах изобар (см. рис. 1 и 2), так и на картах линий тока на высоте 500 м (см. G. Т. Тrеwаrthа, 1954, р. 99, fig. 2—50). Таким образом, нельзя говорить о сезонной смене двух муссонов. В действительности идет непрерывная борьба двух чисто зональных тенден­ций (низкое давление на севере и высокое давление на юге) на всей территории материка в течение всего года. Для зимы и для лета характерны одни и те же циклони­ческие условия и одно и то же непостоянство режима ветра. Повторяемость направлений ветра, рассчитанная Кендрью для группы станций залива Бохайвань, с одной стороны, и для пяти станций восточного американского побережья — с другой, показывает все своеобразие режима в США (см. таблицу на стр. 172).

Схема центров действия и господствующих воздушных течений над Северной Америкой

Схема центров действия и господствующих воздушных течений над Северной Америкой

Циклоны, проходящие над Северным Китаем, не препятствуют преобладанию двух совершенно противо­положных сезонных течений: одного северного, другого южного. В отличие от этого в Америке всегда преобла­дает западная составляющая. Это доказывает, что муссонная тенденция остается здесь очень второстепенным фактом. В действительности речь идет даже не о муссоне, а просто об особенностях восточного побережья.

Восточная окраина США благодаря своему широтному положению оказывается под преобладающим воздействием западных ветров. Эти западные ветры обязательно про­ходят над сушей. Суровые холодные вторжения вызы­ваются не постоянным «дыханием» термического антицик­лона, а зональной адвекцией, связанной с циклонической кривизной изобар, определяемой Скалистыми горами. Канадские вторжения сохраняют эпизодический характер, поскольку они возникают лишь в тылу циклонов и пре­имущественно в конце циклонической серии. Азиатские вторжения, напротив, вызывают дополнительную тягу, которая присоединяется к квазиперманентному потоку сибирского антициклона. Отсюда не строго меридиональ­ное, а лишь близкое к нему направление вторжений над Америкой, меньшее проникновение их к югу и воз­можность выпадения зимой значительно больших, чем над Китаем, осадков.

T_013

Мы, между прочим, отмечали такую особенность при рассмотрении японского муссона (часть вторая, гл. 1). Там в жаркий сезон морской тропический воздух обычно проникает с юго-запада, направляемый субтропическим антициклоном. Он достигает северо-восточных провинций чаще, чем зимой, так как зоны давления летом подни­маются в более высокие широты (планетарное явление). Но это не муссон; этот поток не отклоняется к западу, поскольку нет никакой постоянной термической депрессии, которая обеспечивала бы возможность такого обратного движения зонального потока, как это происходит над Северным Китаем. Импульс является антициклоническим, а не вызывается континентальной депрессией. Ветры чисто западного и северо-западного направлений сохра­няют значительную повторяемость (см. приведенную выше таблицу). Большее количество осадков летом яв­ляется результатом фронтальных механизмов между морским тропическим воздухом с юго-запада и полярным воздухом с запада. Оно объясняется, с другой стороны, как и в большинстве других районов мира, большим вла­госодержанием теплого воздуха. Таким образом, нет нужды искать объяснение ни в ограничивающем влиянии зимнего антициклона, ни в ускоряющем воздействии летней депрессии.

Европа

С тех пор как Альмштедт (К. Almstedt) описал в 1913 г. возвраты холодов в мае и июне, понятие «европейского муссона» вошло в Немецкую метеорологическую литературу. Наиболее известной монографией, относящей­ся к «европейскому муссону», является работа Реди­гера, вышедшая в 1929 г. В 1932 г. Кнох в «Hand­buch der Klimatologie» также отразил идеи Редигера. В 1936 г. Ридель (G. Riedel) использовал понятие муссона для объяснения климата Давоса. В классических работах Баура (F. Baur, 1948) и Шерхага (R. Scherhag, 1948) также ставится вопрос о европейском муссоне. Наконец, в 1954 г. в своей таблице климатов Центральной Европы Флон выделил 7 «волн муссона» с начала июня до середины августа (Флон, впрочем, ограничивается тем, что пользуется выра­жением, популярным в Германии; но он, безусловно, не присоеди­няется к термической теории «волн муссона». Он признает, что на­звание «муссон» вызывает оживленные споры («… eine Bezeichnung, die zeitweise zum einer lebhaften Auseinandersetzung gefuhrt hat»)). По его мнению, каждое из этих морских втор­жений (Monsundurchbruch), втягиваемое континентальной депрессией Европы, вызывает грозовые летние дожди. Эти летние «волны муссона» противопоставляются сухим и холодным течениям, направляемым зимой термическим антициклоном Центральной Европы.

В действительности нет ни одного серьезного аргу­мента, который мог бы оправдать представление о евро­пейском муссоне. В 1937 г. Конрад (V. Conrad) указал, что обращение среднего сезонного вектора ветра в Европе не имеет места, в отличие от того, что наблюдается в Азии. Во Владивостоке, например, направление ветра меняется на 180° между январем и июлем, то есть происходит полное обращение. В отличие от этого в Берлине обраще­ние не превышает 90° (от СЗ до ЮЗ), а в Вене достигает максимум 21° (между С и СЗ). Таким образом, преобладаю­щие ветры в Европе всегда приходят с океана. Изучение годового хода осадков, относительной влажности и об­лачности также показывает, что в Европу в оба сезона поступают воздушные массы одного и того же типа, тогда как в Азии резко противостоят два разных воздушных течения. Действительно, для всех станций Дальнего Вос­тока годовой ход трех указанных элементов совпадает по фазе при максимуме летом. В Европе, однако, максимум осадков совпадает с минимумом относительной влажности и облачности. Стало быть, здесь нет сезонной смены сухого континентального й влажного морского воздуха. Одни и те же океанические ветры дуют в течение всего года. Дожди усиливаются летом потому, что повышается тем­пература моря, а это вызывает увеличение запаса влаги в воздухе. По той же термической причине одновременно уменьшаются влажность и облачность.

Систематический анализ типов погоды позволяет до­полнить этот разбор. Во все сезоны над Европой возникает так много атмосферных возмущений, что нет возможности для устойчивых сезонных систем ветра. Конечно, холод­ные антициклоны наблюдаются чаще зимой, чем летом, теплые депрессии — наоборот. Но эти термические центры действий никогда не бывают долговечными; зональный перенос беспрерывно их разрушает. На востоке Азии длинный путь над материком ослабляет циклоны и тем облегчает стабилизацию антициклонов и термических депрессий. С этим связаны очень простая структура бари­ческого поля и устойчивость муссонных течений, мало возмущаемых подвижными депрессиями. В Европе, на которую со всей силой обрушиваются серии возмущений, создаются совершенно противоположные условия. После­довательная смена подвижных циклонов и антициклонов до предела усложняет результирующее барическое поле и исключает непрерывность ветра в пространстве и во времени. Наиболее общая черта этого района — регуляр­ное прохождение циклонов с запада на восток; отсюда следует преобладание морских потоков в течение всего года (см. рис. 1 и 2).

Зимой зональный перенос ускоряется (см. рис. 3); морской воздух захватывает в это время всю Европу, причем дожди и снегопады распространяются вплоть до Урала. Русские антициклоны возрождаются после каждой серии циклонов при тыловых (заключительных), выно­сах холодного воздуха. Но восточный поток, направля­емый таким антициклоном в сторону Германии и За­падной Европы, движется в направлении, обратном зональному переносу, тогда как среднеазиатский или си­бирский холодный воздух, наоборот, с помощью зональ­ного импульса может доходить до Индии или Китая. Отсюда понятно, почему зимний европейский «муссон» не является ни продолжительным, ни преобладающим. Можно говорить лишь о муссонной тенденции, так как эти слишком короткие спазмы ограничены и в пространстве.

Впрочем, даже исследования самих немецких метеоро­логов доказывают, что над Центральной Европой, не­смотря на ее смежность с Россией, нет настоящего зимнего муссона. Кениг (W. Koenig, 1950) недавно показал, что над Германией в январе чаще наблюдаются теплые, а не термические (то есть холодные)_антициклоны. Повышение давления, очень хорошо выраженное в начале третьей декады этого месяца, в действительности оказывается результатом теплых планетарных барических гребней, а не «муссонного антициклона». Эти динамические анти­циклоны совершенно не похожи на холодные антициклоны над территорией СССР.

Другое исследование, проведенное Гофманом и Гей­сом (A. Hofmann, A. Geiss) в 1949 г., также показывает, что зональный перенос преобладает над муссонной тен­денцией. Ряды средних температур для Берлина, Вены и Билтховена за 183 года (1761—1943 гг.) явно указывают на тенденцию к сохранению положительных аномалий в середине зимы. Таблица повторяемости корреляций терми­ческих аномалий между январем и февралем показывает, что в 70% случаев за теплым январем следует и теплый февраль. Но холодная погода в феврале после холодного января отмечена только в 57% случаев. Таким образом, положительные аномалии более устойчивы, чем отрица­тельные, то есть западная планетарная циркуляция пре­обладает над муссонной тенденцией. Контраст проявляется еще более четко при изучении последовательности очень теплых или очень холодных месяцев (месячные аномалии температуры более 40°). За очень теплым январем в 98% случаев следует очень теплый февраль; подобная же по­следовательность очень холодных месяцев составляет только 65% случаев.

Летом зональная циркуляция замедляется, что бла­гоприятствует стабилизации теплого воздуха и появлению термических депрессий над Центральной Европой. Но, так же как и для зимы, невозможно установить какой-либо параллелизм с материалом Азии. Средняя карта давления свидетельствует о том, что западный перенос является результатом большой повторяемости антицик­лонов над океаном, а не всасывания, вызываемого конти­нентальной депрессией (см. рис. 2). Если бы это было не так, то более жаркие вёсны сопровождались бы более прохладным и более влажным летом. Но наш опыт синоптических исследований для Парижского бассейна приводит к выводу об обратной связи. Этот вывод совпа­дает с результатами немецких исследований для Цен­тральной Европы.

Хейер (Е. Неуеr), с другой стороны, показал, что в 1950 г. положительная аномалия в 2—4° в мае — июне соот­ветствовала положительной аномалии давления над Гер­манией в те же месяцы. Таким образом, не прогревание материка определяет перенос воздуха с моря. Последнийобусловлен образованием холодных океанических анти­циклонов в связи с полярными вторжениями. Эти анти­циклоны располагаются одновременно и над восточной Атлантикой и над западной частью Европы (см. рис. 2). Единственная четкая депрессия, выявляемая на средней карте, расположена над океаном в высоких широтах и связана с полярным и арктическим фронтами; это динамическая депрессия.

Тем не менее Баур в своей классификации типов циркуляции описал «летний муссон» над Центральной Европой (F. Вaur, Einfuhrung in die GroBwetterkunde, Wiesbaden, 1948, S. 79). Главным аргументом у него является мак­симальная повторяемость в июле и августе типов с за­падным и северо-западным управлением, вызывающих поток морского воздуха, а также минимальная повторяе­мость континентальных антициклонов в эти месяцы. Баур тем не менее допускает разрывы муссона во времени. Он сравнивает спазматический характер муссона с весен­ними арктическими вторжениями. Установление анти­циклонов над океаном (тип HW, по Бауру) (HW — Hoch am Westrand Europas (антициклон с центром над западной частью Европы)) обусловливает перебои в муссонном потоке. Эти перебои многочисленны, так как тип HW занимает второе место по повторяемости в июле (после июня).

Это рассуждение не убедительно. Если сложить по­вторяемости западного и северо-западного циклонического типов (приводимые самим Бауром), то можно констати­ровать, что «муссон» будет в 44% дней в июле и в 45% в августе. Уже поэтому термин «муссон» здесь не под­ходит: морской поток не является ни непрерывным, ни преобладающим. С другой стороны, нельзя называть «муссоном» западные ветры, представляющие просто зональный перенос. Северо-западные возмущения также возникают благодаря планетарным механизмам, а не сезонным термическим эффектам. Управляющие ими атлантические антициклоны образуются над океаном в результате зафронтальных (тыловых) вхождений хо­лодного воздуха, а не вследствие термических эффектов. Наконец, как показал Хейер, континентальная депрессия не всегда является следствием прогревания нижних слоев, поскольку положительные аномалии температуры часто соответствуют повышенному давлению. Эта депрессия может создаваться и динамически в результате холодных вторжений, вызываемых атлантическими антициклонами.

Такой случай имеет место в апреле, когда тип ТК по Бауру (ТК — Zentraltief fiber Mitteleuropa (депрессия над Централь­ной Европой)) достигает своей максимальной повторяемости ко времени наибольшего за год числа полярных вторже­ний. Континентальная депрессия при этом является след­ствием, а не причиной летнего морского потока. Во всяком случае, даже тогда, когда эта депрессия приобретает характер теплого центра действия, она лишь присоединяет свое влияние к эффекту океанического антициклонального центра действия. Континентальная депрессия отклоняет северо-западные течения на более восточный путь, но циклоны все равно приводятся в движение над океаном — это нормальный полярнофронтовый процесс, а не меха­низм муссона.

Средний годовой ход зонального индекса циркуляции за 77 лет показывает, между прочим, что каждая «волна муссона» с 8 июля по 15 августа соответствует ускорению западного потока над Атлантикой (кривая зонального индекса между Азорскими и Фарерскими островами была предоставлена в наше распоряжение Мироно­вичем, который вычислил все суточные данные за период 1874 — 1950 гг. Эта диаграмма приведена на стр. 99 работы П. Педелаборда (Р. Рedе1abоrde, Le climat du Bassin Parisien, Paris, 1958). Объяснение календарных особенностей, которые возникают от каж­дой «волны муссона», и интервалов между волнами дано в гл. 3 третьей части указанной работы (стр. 381—396)). Европа, таким обра­зом, не имеет отношения к этому чисто планетарному процессу.

Итак, ни зимой, ни летом муссона над Европой не существует. На востоке и юге Азии относительная про­стота барического поля допускает полное обращение циркуляции. В отличие от этого в Европе в барическом поле существует множество смежных циркуляционных ячеек, и эта дробность вызывает компенсации, при которых невозможна резкая противоположность сезонов. Сезонные перемещения главных центров действия остаются незна­чительными. Оси субтропического антициклона и исланд­ской депрессии почти не меняют положения. Мощность и площадь этих центров действия испытывают колебания, но управляемые ими воздушные массы фактически оста­ются одними и теми же в течение всего года (см. интересные замечания по этому поводу в работе Шерхага (R. S сher hag, 1948. S. 63).

comments powered by HyperComments