місцеві вітри

Під місцевими вітрами розуміють вітри, характерні тільки для певних географічних районів. Походження їх по-різному.

По-перше, місцеві вітри можуть бути проявом місцевих циркуляції, незалежних від загальної циркуляції атмосфери, що накладаються на неї. Такі, наприклад, бризи на берегах морів і великих озер. Відмінності в нагріванні берега і води вдень і вночі створюють уздовж берегової лінії місцеву циркуляцію. При цьому в приземних шарах атмосфери вітер дме вдень з моря на більш нагріту сушу, а вночі, навпаки, з охолодженої суші на море. Характер місцевої циркуляції мають також гірничо-долинні вітри.

По-друге, місцеві вітри можуть являти собою місцеві зміни течій загальної циркуляції атмосфери під впливом орографії або топографії місцевості. Такий, наприклад, фен - теплий вітер, що дме по гірських схилах в долини, коли протягом загальної циркуляції перевалює гірський хребет.

Рельєф місцевості може створювати також посилення вітрів в деяких районах до швидкостей, значно перевищують швидкості в сусідніх районах. Такі локально посилені вітри того чи іншого напрямку також відомі в різних районах під різними назвами як місцеві вітри. Іноді особливі властивості надає місцевим вітрі проходження повітря над сильно нагрітою і сухою поверхнею, наприклад пустелі, або, навпаки, над сильно випаровує (водної) поверхнею.

По-третє, місцевими вітрами називають і такі сильні чи володіють особливими властивостями вітри в деякому районі, які, по суті, є перебігом загальної циркуляції. Інтенсивність їх прояви і їх характерність для даного географічного району є наслідком самого механізму загальної циркуляції, самого географічного розподілу синоптичних процесів. У цьому значенні називають місцевим вітром, наприклад, сироко на Середземному морі.

Крім сирокко, відомі численні місцеві вітри в різних місцях Землі, що носять особливі назви, такі, як самум, хамсин, афганець і ін.

Бризом називають вітри у берегової лінії морів і великих озер, які мають різку добову зміну напрямку. Днем морський бриз дме в декількох нижніх сотнях метрів в напрямку на берег, а вночі берегової бриз дме з берега на море. Швидкість вітру при Бриз - близько 3-5 м / сек, в тропіках і більше.

Брізи пов'язані з добовим ходом температури поверхні суші. Днем суша нагріта і температура її поверхні вище, ніж поверхні моря. Тому ізобаричної поверхні над сушею кілька піднімають порівняно з морем; на висоті створюється горизонтальний баричний градієнт, спрямований в бік моря, і починається відтік повітря в напрямку до моря. Так як рух розвивається протягом короткого часу, то сила обертання Землі не може врівноважити баричний градієнт; рух направлено не за ізобарах, а перетинаючи їх, т. е. не паралельно берегової лінії, а з великою складовою в напрямку з суші на море. Такий відтік повітря на висоті призводить до падіння тиску в земної поверхні над сушею і до зростання його над морем. Тому нижні ізобаричної поверхні набувають зворотний нахил - внизу встановлюється баричний градієнт, спрямований з моря на сушу, а з ним і відповідний перенесення повітря в нижньому шарі. Цей нижній перенесення повітря і є денний морський бриз. Зворотні умови будуть вночі, коли суша охолоджується і стає холодніше море.

Брізи захоплюють шар в кілька сотень метрів, до 1 2 км. У тропіках потужність бризів більше, ніж у високих широтах. Від берегової лінії бризи поширюються в глиб суші або моря на десятки кілометрів.

Гірничо-долинні вітри

В гірських системах спостерігаються вітри з добовою періодичністю, схожі з бризом. Це - гірничо-долинні вітри. Днем долинний вітер дме з горла долини вгору по долині, а також вгору по гірських схилах. Вночі гірський вітер дме вниз по схилах і вниз по долині, в сторону рівнини. Гірничо-долинні вітри добре виражені в багатьох долинах і улоговинах Альп, Кавказу, Паміру і в інших гірських країнах, головним чином в тепле півріччя. Вертикальна потужність їх значна і вимірюється кілометрами. Як правило, вони не сильні, але іноді досягають 10 м / сек і більше.

Мал. 110. Схема гірничо-долинних вітрів.

Днем схили гір нагріті сильніше повітря; тому повітря в безпосередній близькості до схилу нагрівається сильніше, ніж повітря, розташований далі від схилу, і в атмосфері встановлюється горизонтальний градієнт температури, спрямований від схилу в вільну атмосферу. Більш тепле повітря біля схилу починає підніматися по схилу вгору, як при конвекції в вільній атмосфері. Такий підйом повітря по схилах призводить до посиленого утворення на них хмар. Вночі, при охолодженні схилів, умови змінюються на зворотні і повітря стікає по схилах вниз.

льодовикові вітри

Льодовиковий вітер - вітер, що дме вниз по льодовику в горах. Цей вітер не має добової періодичності, так як температура поверхні льодовика цілодобово виробляє на повітря охолоджуючу дію. Треба льодом панує інверсія температури, і холодне повітря стікає вниз. Над деякими льодовиками Кавказу швидкість льодовикового вітру порядку 3-7 м / сек. Вертикальна потужність потоку льодовикового вітру порядку декількох десятків, в особливих випадках сотень метрів.

Явище льодовикових вітрів у величезних розмірах представлено над крижаним плато Антарктиди. Тут, над постійним крижаним покривом, на периферії материка виникають стокові вітри - перенесення вихоложенного повітря по нахилу місцевості в бік океану. Так як, крім баричного градієнта, на цей перенос повітря впливає сила тяжіння, то в міру наближення повітря до берегової лінії в нижніх 100-200 м можуть розвиватися дуже великі швидкості вітру, до 20 м / сек і більше, з різко вираженою імпульсивністю. Разом з сильними вітрами, що викликаються постійним проходженням глибоких циклонів навколо материка Антарктиди, стокові вітри роблять багато районів узбережжя Антарктиди самими вітряними місцями на Земній кулі.

Феном називається теплий, сухий і поривчастий вітер, що дме часом з гір в долини. Температура повітря при фені значно і іноді дуже швидко підвищується; відносна вологість різко падає, іноді до дуже малих значень. Поривчастість фена вказує на сильну турбулентність фенового потоку. Тривалість фена може бути від кількох годин до кількох діб, іноді з перервами (паузами). Фени з давніх часів відомі в Альпах. Вони дуже часті на Західному Кавказі як на північних, так і на південних схилах хребта.

Фен може виникнути в будь-якій гірській системі, якщо повітряне протягом загальної циркуляції перетинає хребет достатньої висоти. З підвітряного боку повітря відтікає від хребта; створюється розрідження, внаслідок якого повітря верхніх шарів засмоктується вниз, як спадний вітер.

Висока температура повітря при фені обумовлена ​​його адиабатическим нагріванням при низхідному русі. Температура фенового повітря буде тим вище, чим більше висота, з якої він опускається. Відносна вологість в ньому в той же час буде знижуватися в міру зростання температури.

Особливо сильне підвищення температури при фені буває тоді, коли повітря, в якому розвивається фен, з самого початку дуже теплий. Тривалий та інтенсивний фен може привести до бурхливого танення снігу в горах, до підвищення рівня і розливів гірських річок і т. Д. Влітку фен внаслідок своєї високої температури і сухості може згубно діяти на рослинність.

Борой називається сильний холодний і поривчастий вітер, що дме з низьких гірських хребтів в сторону досить теплого моря. Бора з давніх-давен відома в районі Новоукраїнської бухти на Чорному морі і на Адріатичному узбережжі Югославії. До типу бори відноситься і сарма поблизу Ольхонських воріт на Байкалі. Достатня схожість з борой за походженням і проявам мають мистраль на Середземноморському узбережжі Франції, нортсер в Мексиканській затоці.

В результаті температура в районі, куди вторгається бору, знижується. У Фастові траплялося при борі зниження температури на 25 ° і більше.

Іноді на обмежених територіях спостерігаються різкі короткочасні посилення вітру, звані шквалами. Швидкість вітру при шквалі раптово, поривом, посилюється і 20 м / сек і більше; це посилення вітру триває кілька хвилин, а іноді повторюється протягом короткого часу. Більш-менш різко змінюється і напрям вітру. Незважаючи на короткочасність шквалів, вони можуть приводити до катастрофічних наслідків.

Шквали в більшості випадків пов'язані з купчасто-дощовими (грозовими) хмарами або місцевої конвекції, або холодного фронту. У першому випадку вони називаються внутрімассовьмі, у другому - фронтальними. Внутрімасові шквал обумовлений тим, що в передній частині купчасто-дощової хмари виникає сильний висхідний рух повітря, а в центральній і тиловий частинах - спадний, зокрема створюється зливовими опадами, захопливими з собою повітря. В хмарі і під ним виникає, таким чином, вихровий рух повітря з горизонтальною віссю, в яке втягується повітря з суміжних районів (рис. 113). При наближенні великої хмари конвекції відчувається посилення вітру і поворот його напрямки до хмари; в різко виражених випадках це явище приймає форму шквалу.

Рух повітря при шквалі.

Подібні умови будуть і в разі фронтальних шквалів. Тут також відіграє роль висхідний рух теплого повітря перед продвигающимся холодним фронтом і спадний рух в голові холодного повітря за фронтом, яка набирає форму різкого "обрушення".

Шквал зазвичай пов'язаний із зливовими опадами і грозою, іноді з градом. Атмосферний тиск при шквалі різко підвищується в зв'язку з бурхливим випаданням опадів, а потім знову падає.

маломасштабні вихори

В умовах великої нестійкості атмосферної стратифікації, крім звичайних грозових шквалів, можуть виникати ще особливі вихори з вертикальною віссю, що нагадують циклони, проте мініатюрних масштабів.

По-перше, це зовсім малі пилові вихори, в безлічі виникають над перегрітою грунтом в пустелях, особливо на кордонах, де різко змінюються властивості підстильної поверхні. Діаметр їх від 1 до 100 м, висота до 1 км, швидкість переміщення 20-30 км / год.

Більше значення мають більші вихори, звані над морем смерчами, а над сушею - тромбами. У Північній Америці тромби називають торнадо.

Вихор виникає зазвичай в передній частині грозової хмари і проникає зверху до самої земної поверхні. У смерчів діаметр вихору порядку десятків метрів, у тромбів - близько 100-200 м, а в американських торнадо і більше (це встановлюється по ширині смуги руйнувань).

Тромб видно як темний стовп між хмарою і землею, що розширюється догори і донизу, або як хобот, що звисає з хмари. Це пояснюється тим, що вихор втягує зверху хмара, а знизу пил або воду; крім того, при сильному падінні тиску всередині вихору відбувається конденсація водяної пари.

Вихор переміщається разом з хмарою найчастіше зі швидкістю близько 30-40 км / год. Час існування смерчів вимірюється хвилинами, тромбів - десятками хвилин, іноді кілька годин. За цей час вихор може просунутися над морем на кілька кілометрів, а над сушею - на десятки, іноді навіть на сотні кілометрів, все змітаючи на своєму шляху.

Атмосферний тиск у вихорі сильно знижений, на десятки або навіть на сотню міллібарах. Повітря обертається навколо осі вихору, одночасно піднімаючись вгору. Швидкості вітру в тромбах можуть досягати 50-100 м / сек, як це можна визначити по руйнувань; дуже великі і висхідні швидкості. Падіння тиску при проходженні тромбу буває настільки великим і швидким, що зовнішній тиск не встигає вирівняти з тиском всередині будівлі; тиск всередині залишається вищим. Тому вдома, що потрапили в сферу дії тромбу, іноді вибухають зсередини: з них злітає дах, вилітають віконні рами, навіть руйнуються стіни.

В Європі тромби порівняно рідкісні і спостерігаються переважно в спекотну літню погоду в післяполуденні години в повітряних масах тропічного походження з великими вертикальними градієнтами температури. У напрямку на північ вони відзначалися до північної Шотландії, південній Норвегії, Швеції, Соловецьких островів; в Сибіру - до низин Обі.

Тромби (торнадо) спостерігаються в дуже теплому і вологому нестійкий стратифікованому повітрі, іноді поблизу фронтів, як холодних, так і теплих, але іноді і на значній відстані від них. Очевидна їх зв'язок з грозовими хмарами. Тому можна думати, що тромб є особливою, порівняно рідкісною різновидом звичайного грозового шквалу. Але при шквалі в грозовому хмарі спостерігається вихор з горизонтальною віссю, як описано вище. При тромбі напрямок осі вихору по ще нез'ясованих причин змінюється: вісь вихору загинається до земної поверхні і досягає її, перетворюючись між хмарою і землею в вертикальну.