Правильная циркуляция в каждом помещении. Циркуляция воздуха в помещении (квартире): схема и рекомендации

Закономерности общей циркуляции атмосферы.

Господствующие ветры (пассаты, муссоны, тропические циклоны).

Местные ветры.

Возникновение и развитие циклонов.

Возникновение и развитие антициклонов.

Циркуляция вышележащих слоев атмосферы.

1. Неравномерное распределение тепла в атмосфере приводит к неравномерному распределению атмосферного давления, а от распределения давления зависит движение воздушных масс или воздушные течения.

На характер движения воздушных масс относительно земной поверхности влияют отклоняющая сила вращения Земли, в нижних слоях атмосферы – сила трения. Всю систему воздушных течений на Земле называют общей циркуляцией атмосферы. Общую циркуляцию атмосферы усложняют местные ветры, такие как бризы, горно-долинные и т.д. Общая циркуляция атмосферы отличается большой сложностью из-за постоянного возникновения и движения циклонов и антициклонов. Циклоническая деятельность играет большую роль в формировании погоды и климата на земном шаре. При посредстве циклонов и антициклонов происходит обмен воздуха. Расчеты на ЭВМ показали, что ежегодно из одного полушария в другое в результате сезонных изменений перераспределяется 4 триллиона (4х1012) тонн воздуха, главным образом, с муссонными ветрами. Летом атмосфера «тяжелеет» на 1 триллион тонн. Ученые объясняют этот процесс активизацией биохимических процессов, связанных с активизацией свободных газов.

Несмотря на значительную сложность и разнообразие общей циркуляции атмосферы характерны устойчивые особенности, повторяющиеся из года в год. Рассмотрим зональное распределение давления и ветра у земной поверхности.

Низкое давление на экваторе и высокое давление на полюсах обусловлено термическими причинами, т.е. условиями нагревания земной поверхности на экваторе и охлаждения ее на полюсах.

Давление от экваториальной зоны растет к субтропикам, а затем падает к субполярным широтам и снова растет к полюсам. При этом меридиональный барический градиент направлен от субтропиков к экватору, от субтропиков же к полярным широтам, и от полюса к субполярным широтам. Направление барического градиента несколько раз меняется.

Причины образования зон высокого давления в субтропиках и зон низкого давления в субполярных широтах заключаются в динамических причинах, особенностях циклонической деятельности.

В умеренных широтах существуют как теплые, так и холодные воздушные массы, образуются циклоны и антициклоны, которые под действием силы Кориолиса отклоняются к 30 и 600 с. и ю.ш.

Антициклоны, возникающие в условиях западного переноса умеренных широт, при своем движении с запада на восток в то же время смещаются к более низким широтам (к 350 с. и ю.ш.), и там усиливаются. Они образуют в каждом полушарии субтропическую зону высокого давления с осью около 35 параллели.

Циклоны, возникающие также в умеренных широтах, при своем движении к востоку отклоняются к более высоким широтам и сосредотачиваются там, образуя субполярную зону низкого давления с осью около 65 параллели. Такая сепарация циклонов и антициклонов зависит от изменения отклоняющей силы вращения Земли с широтой. В циклонах и антициклонах отклоняющая сила больше в той части вихря, которая ближе к полюсу. В циклонах эта сила направлена от центра и перемещаются они на север, а антициклоны – наоборот.

По периферии субтропической зоны высокого давления, обращенной к экватору, т.е. в тропиках, барический градиент направлен к экватору, что в совокупности с отклоняющей силой создает восточный перенос, охватывающий всю тропическую зону.

По обращенной к полюсу периферии субтропической зоны в средних широтах создается западный перенос. Он простирается до оси субполярной зоны низкого давления, т.е. до 60 – 65 широты. Таким образом, в средних широтах наблюдается западный перенос, наиболее четко он выражен над океанами (особенно в южном полушарии).

Наиболее низкое давление у земной поверхности и в нижней тропосфере обнаруживается в субполярных широтах, вблизи 60 – 65 широты. Отсюда, по направлению к полюсу, давление растет. Следовательно, барический градиент направлен от полюса к субполярным широтам, что создает в полярном районе также восточный перенос.

2.Господствующие ветры (пассаты, муссоны, тропические циклоны). Рассмотрим более подробно условия общей циркуляции.

Тропические широты . Пассаты – это устойчивые восточные ветры умеренной скорости, дующие в каждом полушарии из области субтропического высокого давления к экватору (средняя скорость 5 – 8 м/сек). Субтропические зоны высокого давления распадаются на отдельные антициклоны. Субтропические антициклоны вытянуты по широте. Поэтому на обращенной к экватору периферии изобары проходят параллельно широтам, и следовательно, пассаты должны иметь восточное направление. Однако в слоях, близких к земной поверхности, где действует трение, ветер отклоняется от изобар на некоторый угол в сторону низкого давления. Это значит, что на южной периферии субтропического антициклона в северном полушарии у земной поверхности образуются юго-восточные ветры. Пассаты северного полушария часто называют северо-восточными, а пассаты южного полушария – юго-восточными.

Распределение давления меняется в тропиках в течение года незначительно. Поэтому пассаты обладают большим постоянством направления. Так как пассаты – это ветры антициклонов, они характеризуются нисходящими движениями воздуха, образованием слоя инверсии, который препятствует образованию конвективных облаков. Облака здесь не получают большого вертикального развития, не достигают уровня оледенения, который в тропиках лежит выше 5 км. Поэтому из облаков или не выпадают осадки, или выпадают незначительные кратковременные и мелкокапельные дожди, обусловленные взаимным слиянием капелек, без участия ледяной фазы.

Пассаты обоих полушарий разделены переходной зоной с неравномерными, часто слабыми, но иногда и сильными, шквалистыми ветрами. Зона сходимости пассатов называется внутритропической зоной конвергенции (тропический фронт). В результате сходимости воздушных масс, конвекция в этой зоне резко усилена и развивается до больших высот по сравнению с зонами пассатов. Облака превращаются в мощные кучевые и кучево-дождевые и из них выпадают обильные осадки ливневого характера.

Отмечается сезонное перемещение внутритропической зоны конвергенции и пассатов от января к июлю.

Муссоны. Муссоны – это устойчивые воздушные течения сезонного характера, которые меняют свое направление от зимы к лету и от лета к зиме на почти противоположное.

Муссоны, получившие развитие в тропических широтах, называются тропическими муссонами. Здесь возникновение их связано с различными температурными условиями и с различным сезонным положением экваториальной депрессии. Экваториальная депрессия смещается в июле в более высокие широты северного полушария, а в январе отодвигается в южное полушарие. Вследствие такого сезонного перемещения в некоторых областях по обе стороны от экватора, происходит сезонное изменение преобладающих барических градиентов и, следовательно, преобладающих ветров. Зимние муссоны совпадают по своему направлению с пассатами, а направление летних муссонов противоположно пассатному. По обе стороны от экватора над океаном сезонные смещения зон давления невелики, и муссоны не получают особого развития. Над материками распределение давления меняется от января к июлю достаточно сильно.

Африка. В январе над Сахарой прослеживается отрог Азорского антициклона, над Южной Африкой располагается область экваториальной депрессии. В июле область экваториальной депрессии размещается над Сахарой, а над Южной Африкой – антициклон. Смена направления барических градиентов меняется от сезона к сезону, этим и объясняется возникновение над Африкой тропических муссонов.

Особенно мощные тропические муссоны действуют над полуостровом Индостан. Объясняется это тем, что сезонные изменения температуры здесь усилены огромным материком Евразия, прогретым летом и охлажденным зимой. Кроме этого летом сюда смещается экваториальная депрессия, и над Южной Азией происходит резкая сезонная смена низкого давления на высокое и обратно с соответствующей муссонной циркуляцией. Зимний тропический муссон над полуостровом Индостан принято называть северо-восточным, летний – юго-западным. Преобладание в этом районе переноса воздуха зимой с материка на океан и летом с океана на материк приводит к важным особенностям погоды и климата: дождливый сезон совпадает с летним муссоном, а резко выраженный сухой сезон приходится на период зимнего муссона.

Тропические циклоны , их возникновение и перемещение. Тропические циклоны – это исключительно интенсивные по своей силе атмосферные вихри, развивающиеся над океанами только в тропических широтах.

1.Районы возникновения тропических циклонов располагаются между 5 и 200 с. и ю. широты. Ближе 50 к экватору тропические циклоны не развиваются, т.к. отклоняющая сила вращения Земли здесь мала, чтобы образовать завихрение.

2.Тропические циклоны развиваются только над водной поверхностью

летом и осенью данного полушария, когда зона конвергенции не очень близка к экватору, а поверхность океана особенно разогрета (до 270 и более). Над сушей тропические циклоны не возникают, т.к. велика сила трения, что приводит к увеличению поступления воздуха внутрь циклона в нижних слоях атмосферы и ослаблению его силы.

3.Приход более холодного воздуха на сильно разогретую поверхность создает неустойчивость температурной стратификации, возникают интенсивные восходящие движения.

4.Подъем сильно насыщенного воздуха сопровождается выделением огромного количества тепла конденсации, которое определяет энергию циклона. Энергия 5 – 7-дневного циклона равна взрыву нескольких водородных бомб.

5.Подъем сильно нагретого влажного воздуха будет в том случае мощным, если в верхней тропосфере над развивающимся циклоном существует хорошо выраженная расходимость токов воздуха, т.е. здесь создается дефицит давления.

6.Предполагается, что очень благоприятные условия для возникновения тропического циклона создаются между тремя антициклонами.

Сформировавшийся тропический циклон напоминает огромную воронку. «Стенки» ее толщиной от десятка до сотни километров. Давление в тропическом циклоне падает до 960 – 970 мб (885 мм). Скорости ветра в циклоне достигают 30 – 50 м/сек, отдельные порывы достигают 60 – 100 м/сек.

Облачность в тропическом циклоне представляет собой почти сплошное гигантское грозовое облако, вертикальное развитие которого достигает 14 км. Выпадают сильные ливневые осадки, большой интенсивности достигают грозовые явления. В самом центре циклона обычно находится небольшая зона диаметром – десятки км, свободная от мощных облаков, со слабыми ветрами. Это «глаз» бури, циклона, характеризующееся нисходящими движениями воздуха. На спутниках «газ» циклона темного цвета.

Живет тайфун недолго – в среднем около 7 суток, но бурно. Проносясь со скоростью более 39 м/сек, он захватывает огромные пространства.

Тропический циклон сначала перемещается в целом с востока на запад, т.е. в направлении общего переноса в тропической зоне. Сила трения над морем мала, и под действием отклоняющей силы, тропический циклон смещается к высоким широтам. Общее направление движение тропического циклона в северном полушарии – к северо-западу, а в южном – к юго-западу.

Если при перемещении циклон попадает на материк, оставаясь еще в тропиках, он теряет силу, затухает, т.к. увеличивается трение, и как следствие, увеличивается приток воздуха внутрь циклона в нижних слоях. Если же тропический циклон заходит в умеренные широты, то начинает перемещаться в восточном направлении и становится циклоном умеренных широт.

Часто циклон движется не по «стандартной» траектории, а по очень запутанной и сложной. Тропические циклоны, в зависимости от места их зарождения, называют по-разному: на Тихом океане – тайфун, в Атлантике – ураган, в Индии – циклон, в Австралии – вилли-вилли. Каждый циклон в северном полушарии получает свое собственное имя, чаще женское. Считается, что характер тайфуна также непредсказуем, как и женский. В 1975г. – году женщин, в Австралии решили давать тайфунам и мужские имена.

За последние 20 лет зарегистрировано более 500 циклонов (т.е. более 20 циклонов в год). Но бывают годы, когда прослеживается до 33 циклонов в год – 1967 г. При своем движении тропический циклон вызывает сильное волнение в море. Плоские берега, вблизи которых он проходит, затапливаются гигантскими волнами до 10 – 15 м высотой. В 1970 г., в Бангладеш, в ноябре, волна за несколько минут поглотила 250 тыс. человеческих жизней (плотность населения 460 чел./км2). В Японии в 1959 г., циклон со скоростью ветра до 90 м/сек оставил без крова более 1,5 млн. чел., погибло несколько сотен людей.

3.Местные ветры . Под местными ветрами понимают ветры, характерные для определенных географических районов. Происхождение их различно.

Бризы. Бризами называют ветры у береговой линии морей и больших озер, которые имеют резкую суточную смену направления. Днем морской бриз дует в нижних слоях атмосферы, мощностью от нескольких сот метров до нескольких км в направлении на берег, а ночью береговой бриз дует с берега на море. Бризы связаны с суточным ходом температур на поверхности суши и моря. Днем суша нагрета и температура ее поверхности выше, чем поверхности моря. Начинается подъем воздуха и отток его на высоте. Давление над сушей падает, а над морем растет. Начинается движение воздуха с моря на сушу – морской бриз. Ночью возникают обратные условия.

Дневной бриз несколько понижает температуру над сушей и увеличивает относительную влажность, особенно резко это выражено в тропиках. В Индии морской бриз понижает температуру воздуха на побережье на 2 – 3 0 С и повышает относительную влажность на 10 – 20%. В Западной Африке эффект значительно больше: морской бриз приходит на смену нагретому континентальному воздуху и снижает температуру воздуха на 10 0 С и более и повышает относительную влажность на 40% и более.

Горно-долинные ветры . Днем ветер дует из межгорной долины к горам и вверх по горным склонам – долинные и склоновые ветры, ночью горный ветер дует вниз по склонам к межгорной долине – горные ветры. Горно-долинные ветры хорошо выражены во многих котловинах и долинах Альп, Кавказа, Памира.

Под действием более интенсивной радиации в верхней части гор, днем над горными гребнями возникает усиленное восходящее движение воздуха. Давление падает, и как следствие этого воздух из прилегающих низменных участков устремляется вверх по склонам. Над склонами и в привершинной зоне существует тенденция к образованию в дневные часы облаков, иногда выпадают ливневые дожди с грозовыми явлениями.

Ночью излучение и охлаждение, а следовательно, и сжатие воздуха, в высокогорных районах выражены сильнее, чем в межгорных котловинах и долинах, и поэтому вниз, в долины ночью приходит с ветром более холодный воздух. Долинные ветры в Гималаях достигают ураганной силы

Ледниковые ветры . Этот ветер дует вниз по леднику в горах, не имеет суточной периодичности, т.к. температура поверхности ледника круглые сутки производят на прилегающий воздух охлаждающее действие. Надо льдом господствует инверсия температур и холодный воздух стекает вниз по склону. Над некоторыми ледниками Кавказа скорость ледниковых ветров достигает 3 – 7 м/сек.

Явление ледниковых ветров в огромных размерах представлено над ледяным плато Антарктиды. Здесь над постоянным ледяным покровом, на периферии материка возникают стоковые ветры, которые представляют собой перенос охлажденного воздуха по наклону местности в сторону океана со скоростью 10 – 15 м/сек.

Фён. Фёном называют теплый, сухой и порывистый ветер, дующий временами с высоких гор в долины. Фены известны во многих горах. В Кутаиси отмечается 14 дней в году с феном, в Инсбруке (Австрия) – 75 дней, на Телецком озере – 150 дней. Фен возникает в любой горной стране, если воздушное течение общей циркуляции атмосферы пересекает хребет достаточной высоты.

Переваливая через хребет, фен опускается и в нем адиабатически повышается температура на каждые 100 м на 10. Относительная влажность в нем в то же время понижается по мере роста температуры. Таким образом, если высота горы 3000 м, на вершине температура –80С, воздух опустившись адиабатически нагрелся до температуры +220С.

Выделяют южный и северный фен. Если переваливают через хребет северные воздушные массы, то фен северный и наоборот.

Бора. Борой называют сильный холодный и порывистый ветер, дующий с низких горных хребтов в сторону достаточно теплого моря. Бора известна с давних пор в районе Новороссийска, на Адриатическом побережье в Югославии. К типу боры относится ветер сарма на Байкале, норд в районе Баку, мистраль на Средиземноморском побережье Франции, нортсер в Мексиканском заливе.

В России бора возникает в районе Новороссийска, когда холодный фронт подходит к прибрежному хребту с северо-востока. Холодный воздух сразу же переваливает невысокий хребет. Низвергаясь вниз по склону под действием силы тяжести, воздух приобретает значительную скорость (более 20 м/сек.). Падая на поверхность воды, этот нисходящий ветер создает сильное волнение. При этом резко понижается температура воздуха. Падая вниз, воздух боры адиабатически нагревается, но т.к. высота невелика, а первоначальная температура воздуха низкая, то и воздух, куда движется бора, тоже понижается (в Новороссийске температура понижается на 250). Новороссийская бора затухает в 3 – 5 км от берега.

4. Возникновение и развитие циклонов . В конце 19 века метеорологи предполагали, что циклоны образуются в результате прогрева воздуха над теплой подстилающей поверхности, а антициклоны – вследствие охлаждения воздуха над холодной подстилающей поверхностью. Но в начале 20 века на основе данных аэрологических наблюдений было установлено, что в среднем температуры в тропосфере в системе циклона ниже, чем в системе антициклонов.

В 20-х годах 20 века появилась фронтологическая гипотеза. По этой гипотезе предполагалось, что циклоны возникают в результате волновых (колебательных) движений, существующих на фронтальных поверхностях между массами воздуха различной плотности. Но эта гипотеза не связывала возникновение циклонов с причинами изменения атмосферного давления, а лишь с температурными условиями.

В 40-х годах 20 века советскими учеными Х.П. Погосяном и Н.Л. Таборовским была разработана адвективно-динамическая теория. Эта теория объясняла изменения давления в данном районе действием двух факторов: изменение давления в результате горизонтального переноса масс (адвективная часть) и изменение давления за счет отклонения действительного ветра от градиентного (динамическая часть). Позже стали учитывать и адиабатические изменения, т.е. изменения которые вызываются вертикальными движениями воздуха. Возникновение циклонов и антициклонов объясняется изменением давления, происходящего за счет отклонения действительного ветра от градиентного и за счет адиабатических процессов. Перемещение циклонов и антициклонов определяется адвективными процессами.

Адвективно-динамическая гипотеза соединила процессы возникновения и развития циклонов и антициклонов с изменением атмосферного давления. По адвективно-динамической гипотезе большое внимание уделяется фронтальным зонам, где происходят активные адвективные, динамические и адиабатические процессы.

В дальнейшем было установлено, что по мере углубления циклона в его системе после момента возникновения происходит непрерывное понижение температуры, а в системе антициклона – повышение. Исключением являются нижние слои антициклона над сушей, т.к. над морем повышенная облачность и излучение не такое активное. При ясной погоде в антициклоне земная поверхность будет сильно выхолаживаться излучением, а от нее будут выхолаживаться и прилегающие к ней слои воздуха.

Жизнь каждого циклона и антициклона характеризуется тремя стадиями: возникновения, развития и старения. Продолжительность каждой стадии колеблется от нескольких часов до 2-3 суток.

Циклоны. В течение года во нетропических широтах каждого полушария возникают многие сотни циклонов. Размеры внетропических циклонов значительны. Хорошо развитый циклон может иметь в поперечнике 2-3 тыс. км, т.е. он может одновременно покрыть несколько областей, или даже несколько Западно-Европейских стран и определять режим погоды на огромной территории.

На поверхности главного фронта возникают огромные волны воздуха с длинами порядка 1000 км и более. На одних участках – в гребнях волн – фронт продвигается к низким широтам, на других – в ложбинах фронтальных волн – к высоким широтам. Возникают языки теплого и холодного воздуха. При этом в языках теплого воздуха развивается циклоническое движение (восходящие токи воздуха) и давление падает, формируется циклон.

Первая стадия возникновения циклона . Центр каждого циклона лежит на фронте. Распределение температуры в начале жизни циклона, как правило асимметрично относительно центра. В передней части циклона с притоком воздуха из низких широт температуры повышены, а в тыловой - с притоком воздуха из высоких широт температуры понижены. В передней части циклона (по движению) фронт продвигается к высоким широтам и является теплым фронтом. В тыловой части (по движению) циклона фронт продвигается к низким широтам и является холодным фронтом. В эту стадию циклон заметно выражен лишь в нижней части тропосферы.

Вторая стадия развития циклона . Фронты в циклоне обостряются вследствие сходимости там воздушных течений. Язык теплого воздуха в циклоне, между теплым и холодным фронтом называется теплым сектором. Сформировавшийся циклон становится более высоким, т.е. замкнутые изобары обнаруживаются в нем и в верхней части тропосферы. Температура воздуха в циклоне понижается, т.к. активны восходящие движения воздуха и турбулентный обмен. Давление в центре циклона колеблется от 1000 мб до 980 мб, реже 950 мб (в тропиках 885 мб). Ветры в глубоких циклонах сильные и порывы иногда достигают 30-60 м/сек.

Под действием отклоняющей силы и силы трения, воздушные токи отклоняются в область низкого давления, к центру, и возникают активные восходящие движения воздуха, что приводит к образованию облачности. В передней части циклона на теплом фронте осадки обложные, а в тыловой части – ливневого характера из кучево-дождевых облаков.

Третья стадия старения циклона . Циклон перемещается обычно в восточном направлении. При этом холодный фронт в области циклона постепенно нагоняет теплый фронт, который перемещается медленнее. При смыкании холодного фронта с теплым образуется фронт окклюзии. В начальный период окклюзии образуются обложные осадки из высокослоистых и слоисто-дождевых облаков.

В окклюдированном циклоне теплого сектора у земной поверхности уже нет, теплый воздух оттеснен в верхнюю часть тропосферы холодным воздухом, где он охлаждается, а сам циклон становится высоким и холодным. В центре циклона давление растет, циклон заполняется. Восходящие движения воздуха в центральной части циклона ослабевают и прекращаются. Облака разрушаются, устанавливается ясная погода.

Таким образом, в результате адвекции холодного воздуха в тылу циклона и наличия восходящих движений, адиабатического охлаждения весь циклон заполняется холодным воздухом.

Жизнь циклона продолжается обычно несколько суток, в некоторых случаях существование циклона оказывается длительным, особенно если он объединяются с другими циклонами, образуя одну обширную малоподвижную область низкого давления, так называемый центральный циклон.

Перемещение циклонов осуществляется с запада на восток с составляющей, направленной к высоким широтам. Поэтому наиболее глубокие циклоны наблюдаются в субполярных широтах (на севере Атлантического и Тихого океанов, в южном полушарии – вблизи материка Антарктиды). Но иногда эта закономерность нарушается и циклоны перемещаются аномалийно.

1.Циклон – воздушный вихрь с низким давлением в центре;

2.движение ветра в циклоне против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке – в южном;

3.воздушные токи под действием отклоняющей силы и силы трения отклоняются к центру, в область низкого давления, как следствие возникают восходящие движения воздуха, облакообразование и выпадение осадков;

4.циклоны перемещаются с запада на восток при западном переносе с отклонением под действием отклоняющей силы к высоким широтам.

5. Возникновение и развитие антициклонов . Между циклонами возникают и развиваются антициклоны. Их размеры и скорости движения примерно такие же, как и в циклонах.

Первая стадия возникновения антициклона. Холодный воздух в системе антициклона находится в правой части, а теплый – в левой части. Нисходящие движения воздуха и адиабатическое повышение температуры, адвективные процессы в левой половине его вызывают общее повышение температуры в системе антициклона. В результате адиабатического нисходящего движения воздуха происходит повышение температуры, водяной пар удаляется от точки насыщения, облака рассеиваются и прекращаются осадки.

Вторая стадия развития антициклона . Антициклон является мощным барическим образованием с высоким давлением в приземном центре и расходящейся системой сравнительно слабых приземных ветров. Давление достигает 1030-1040 мб в центре, а над Азиатским материком 1060-1070 мб. В высоту он развивается на несколько км. Под действием отклоняющей силы и силы трения воздушные токи отклоняются от центра к периферии, возникают нисходящие движения воздуха, температура воздуха повышается, устанавливается ясная, безоблачная, безветренная погода.

Третья стадия старения антициклона . В результате продолжающейся адвекции тепла и адиабатического нагревания, антициклон заполняется теплым воздухом во всей тропосфере и превращается в очаг тепла с хорошо выраженной антициклональной циркуляцией.

Контрасты температур, являющиеся его энергетической базой, перемещаются на периферию и антициклон начинает разрушаться. При разрушении антициклона нередко появляются облака и начинают выпадать осадки.

Направление движения антициклонов определяется также в основном направлением основного потока. Но в отличии от циклонов в перемещении антициклонов преобладает составляющая, направленная к низким широтам.

1.Антициклон – это воздушный вихрь с высоким давлением в центре;

2.Ветер в антициклоне перемещается по часовой стрелке в северном полушарии и против – в южном;

3.под действием отклоняющей силы и силы трения, воздушные токи отклоняются от центра к периферии, образуются нисходящие движения воздуха, устанавливается ясная, безветренная погода без осадков;

4.антициклоны перемещаются в западном направлении и под действием отклоняющей силы смещаются к низким широтам;

5.продолжительность жизни антициклона в среднем 4-5 дней, но в отдельных случаях они существуют более долгий срок.

Муссоны умеренных широт прослеживаются на восточных побережьях материков, и обусловлены разной степенью теплоемкости земной поверхности и водной.

6. Циркуляция вышележащих слоев атмосферы . В верхней тропосфере и в стратосфере высокое давление совпадает с высокой температурой, низкое – с низкой температурой (барическая ступень). Исключение составляет узкая зона вблизи экватора, расположенная в южном полушарии. Здесь при высоких температурах, в зоне конвергенции пассатов сохраняется низкое давление при интенсивной конвекции. В среднем в тропосфере температура повышается от полюсов к тропикам и вместе с этим повышается давление. Барический градиент направлен от низких широт к высоким, а в районе экватора – к экватору. Это обуславливает восточный перенос вблизи экватора, западный перенос над остальными частями полушарий.

Таким образом, вокруг полюсов существуют планетарные циклоны (в северном полушарии – против часовой стрелки, а в южном – наоборот).

Особенно сильный западный перенос существует в районе 30-350с. и ю. широт. Скорость ветра достигает более 35 м/сек. В западном переносе наблюдаются огромные волны, длиною в несколько тысяч километров. Вокруг земного шара их укладывается в каждый момент 4-6. Длинные волны перемещаются с запада на восток, но медленнее, чем при западном переносе. Воздух в этих волнах отклоняется и к высоким и к низким широтам. На общий западный перенос накладывается влияние циклонов и антициклонов.

Начиная с 12-14 км, изменение температуры зимой и летом над полушариями различное. С высоты 18-20 км отмечаются в летнем полушарии максимальные температуры над полюсом, т.к. солнечные лучи падают под углом и проходят больший путь. Уменьшение температур прослеживается в направлении к экватору (в верхних слоях атмосферы температура воздуха зависит от поглощения тепла атмосферой, а у поверхности Земли – от нагрева поверхности). В зимнем полушарии над полюсом – минимальные температуры. Следовательно: летом северного полушария барический градиент направлен от северного полюса к южному, летом южного полушария – от южного полюса к северному, значит в зимнем полушарии сохраняется западный перенос и в высоких слоях стратосферы.

Общая циркуляция атмосферы - круговоротные движения воздушных масс, простирающиеся по всей планете. Они являются переносчиками различных элементов и энергии по всей атмосфере.

Прерывистое и сезонное размещение тепловой энергии вызывает воздушные течения. Это приводит к разному прогреванию почвы и воздуха на всевозможных территориях.

Именно поэтому солнечное влияние является основоположником движения воздушных масс и циркуляции атмосферы. Воздушные движения на нашей планете бывают абсолютно разные - достигающие нескольких метров или десятков километров.

Самая простая и понятная схема циркуляции атмосферы бала создана еще много лет назад и используется в наши дни. Движение воздушных масс неизменно и безостановочно, они движутся по нашей планете, создавая замкнутый круг. Быстрота передвижения этих масс напрямую связана с солнечной радиацией, взаимодействия с океаном и взаимодействия атмосферы с почвой.

Атмосферные движения вызываются нестабильностью распределения солнечного тепла по всей планете. Чередование противоположных воздушных масс - теплых и холодных, - их постоянное скачкообразное перемещение вверх и вниз, образует различные циркуляционные системы.

Получение тепла атмосферой происходит тремя путями - использованием солнечной радиации, с помощью конденсации пара и теплообмена с земным покровом.

Влажный воздух также важен для насыщения атмосферы теплом. Огромную роль в этом процессе играет тропическая зона Тихого океана.

Воздушные потоки в атмосфере

(Потоки воздуха в атмосфере Земли )

Воздушные массы различаются по своему составу, зависящему от места зарождения. Воздушные потоки подразделяются на 2 основных критерия - континентальные и морские. Континентальные формируются над почвенным покровом, поэтому они мало увлажнены. Морские, наоборот, очень влажные.

Основными воздушными потоками Земли являются пассаты, циклоны и антициклоны.

Пассаты образуются в тропиках. Их движение направлено в сторону экваториальных территорий. Это связано с перепадами давления - на экваторе оно низкое, а в тропиках - высокое.

(Красным на схеме отображены пассаты (trade winds) )

Образование циклонов происходит над поверхностью теплых вод. Воздушные массы передвигаются от центра к краям. Их влияние характеризуется обильными осадками и сильными ветрами.

Тропические циклоны действуют над океанами на приэкваториальных территориях. Они формируются в любое время года, вызывая ураганы и штормы.

Антициклоны образуются над материками, где понижена влажность, но есть достаточное количество солнечной энергии. Воздушные массы в этих потоках движутся от краев к центральной части, в которой они нагреваются и постепенно снижаются. Именно поэтому циклоны приносят ясную и безветренную погоду.

Муссоны являются переменными ветрами, направление которых меняется посезонно.

Также выделяются вторичные воздушные массы, такие как тайфун и торнадо, цунами.

"Общая циркуляция атмосферы"

циркуляция атмосфера географическ ий давление

Введение

В связи с сильной зависимостью человеческой деятельности от изменений погоды в течение последнего столетия практически во всех странах возникла национальная служба погоды, которая занимается наблюдением и изучение изменений погоды и составлением синоптических карт, сводок погоды и пр.

Смена дня и ночи, сезонов года вносит в погоду достаточно простые и регулярные изменения в виде суточного и годового хода метеорологических элементов. Но резкие и нерегулярные изменения, гораздо более характерные для погоды, являются результатом смены воздушных масс, прохождения разделяющих их фронтов, перемещения и эволюции циклонов и антициклонов. В отдельных широтах большее значение имеют не междусуточные изменения погоды, а долгосрочные ее проявления, такие как засуха, наводнения и т.д. Непрерывно происходящие изменения в состоянии погоды связаны в первую очередь с процессами общей циркуляции атмосферы.

Вышеизложенные положения обуславливают актуальность данной работы, формируя ее цель, которая состоит в теоретическом исследовании темы: «Общая циркуляция атмосферы» с изложением полученных результатов.

Для наиболее полного достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

-дать общее понятие о масштабах атмосферных движений и общей циркуляции атмосферы;

-рассмотреть составляющие общей циркуляции, и географическое распределение давления и ветра, центры действия атмосферы;

-рассмотреть циркуляцию на различных широтах, типы атмосферных циркуляций;

1. Представление о масштабах атмосферных движений

Если окинуть взглядом Землю, то в каждый данный момент времени нам представится очень сложная система ветров и сложная картина распределения давления. В практике службы погоды картина распределения ветров и давления отражается на географических картах Северного и Южного полушарий, а также тропической зоны. Такие карты называются синоптическими. Они составляются как для атмосферных движений у поверхности Земли, так и в форме топографии изобарических поверхностей и ветра на них. Так как атмосфера находится в непрерывном движении, то системы ветров и распределение давления все время меняются. Эти изменения можно проследить, если рассматривать синоптические карты за последовательные сроки наблюдений, т.е. следить за изменением полей ветра и давления от карты к карте (например, за 00 и 12 ч Гринвичского времени). На них видны различные атмосферные образования. Среди них циклоны и антициклоны, которые непрерывно возникают, двигаются и разрушаются. Анализ атмосферных движений позволяет выделить следующие характерные масштабы движений:

-Микрометеорологический масштаб;

-Масштаб конвективных облаков;

-Мезометеорологический масштаб;

-Синоптический масштаб;

-Глобальный масштаб;

В каждый данный момент времени в атмосфере существуют движения всех масштабов, накладывающиеся друг на друга. Именно этим определяется сложность атмосферной циркуляции. Однако, прослеживая из года в год развитие атмосферных процессов, можно отметить определенные устойчивые черты, проявляющиеся в полях ветра и давления. Лучше всего они выявляются с помощью статистического осреднения полей давления и ветра, при котором ежедневные возмущения сглаживаются, а остаются наиболее устойчивые особенности воздушных течений. Именно они и представляют общую циркуляцию атмосферы.

2. Общая циркуляция атмосферы

Общей циркуляцией атмосферы называют систему крупномасштабных воздушных течений на земном шаре, т.е. таких течений, которые по своим размерам сравнимы с материками и океанами.

ОЦА - результат взаимодействия многих факторов, из которых решающими являются:

·неравномерность притока солнечной энергии на разных широтах и в разное время года;

·вращение Земли и действие возникающих при этом инерционных сил;

·неоднородность земной поверхности (например, наличие суши с различно ориентированными горными хребтами, плато, равнинами, морями и т.д.).

Самое первое элементарное представление об общей циркуляции атмосферы получают, рассматривая средние многолетние карты. Для ветра это обычно карты преобладающих направлений либо равнодействующих, для давления карты многолетнего среднего распределения давления за отдельные месяцы, сезоны и за год.

Рассматривая глобальное распределение давления (рис.1 и рис.2), можно заметить, что поля давления в тропиках и вне их сильно отличаются. 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°);

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.

Описанные особенности в той или иной степени можно видеть на каждой синоптической карте, хотя они в значительной степени замаскированы подвижными циклонами и антициклонами. Даже на многолетних средних картах особенности в распределении давления носят отпечаток различного влияния суши и моря на циклоническую деятельность. Однако по величине и направлению средние градиенты давления между указанными выше зонами близки к меридиональным градиентам. В умеренных широтах они направлены от I и IV зон ко II зоне, а в тропиках - от IV к VI зоне.

Так как реальный ветер близок к геострофическому (градиентному), такие градиенты обусловливают преобладание восточных движений в полярных и тропических широтах и западных - в умеренных широтах.

Сопоставление среднего атмосферного давления на уровне моря зимой (рис.1 январь, рис.2 июль) и летом (рис.2 июль, рис.1 январь) показывает существенную асимметрию между Северным и Южным полушариями.

В северном континентальном полушарии поле давления значительно менее зонально, чем в Южном океаническом. Например, зимой в Северном полушарии существуют две огромные области низкого давления: над Северной Атлантикой и Северным Тихим океаном, в то время как в Южном полушарии в полосе широт 40-60° ю.ш. - зональные изобары.

Как видно, такое среднее поле давления в Северном полушарии складывается из-за преобладания циклонов над антициклонами на севере Атлантического и Тихого океанов. В Южном полушарии в этих широтах никаких материков нет, циклоны и антициклоны развиваются над океаном на любых меридианах и при движении циклонов на юго-восток, а антициклонов - на северо-восток в полосе широт 40-60° ю.ш. области низкого и высокого давления взаимно погашаются. Но конечные стадии развития циклонов дают кольцо областей низкого давления вокруг Антарктиды, а антициклонов - кольцо субтропического пояса высокого давления.

Рис.1. Распределение среднего атмосферного давления на уровне моря в январе (гПа)

Рис.2. Распределение среднего атмосферного давления на уровне моря в июле (гПа)

3. Квазигеострофичность течений общей циркуляции

Крупномасштабные течения общей циркуляции в большей части атмосферы являются квазигеострофическими. Это означает, что ветры, определяющие такие течения, близки к геострофическому ветру и, следовательно, в свободной атмосфере такие течения направлены почти по изобарам (изогипсам) (рис.3, рис.4). Только в слое трения воздушные течения существенно отличаются от геострофического ветра и значительно отклоняются от изобар. Однако приняв известный из опыта средний угол отклонения ветра от изобары, мы и в этом случае можем по полю давления восстановить поле ветра. Употребляя слово «квазигеострофические», мы тем самым подчеркиваем, что и над слоем трения воздушные течения не являются строго геострофическими.

Как правило, реальные крупномасштабные течения и в свободной атмосфере имеют ускорения, связанные с отклонением от геострофического ветра, и направлены не строго по изобарам, что и служит причиной изменения давления.

Рис.3. Средняя абсолютная высота (геопотенциальные декаметры) изобарической поверхности 300 гПа в декабре-феврале

Однако в свободной атмосфере эти отклонения реального ветра от геострофического малы в сравнении с величиной самого ветра.

Допущение о квазигеострофичности справедливо для умеренных широт. В экваториальном поясе условие геострофичности не выполняется ни у земной поверхности, ни в свободной атмосфере: отклоняющая сила вращения Земли на экваторе равна нулю, а в экваториальном поясе мала и не может уравновешивать силу барического градиента. Поэтому в экваториальной зоне ветер не может быть геострофическим.

Рис.4. Средняя абсолютная высота (геопотенциальные декаметры) изобарической поверхности 300 гПа в июне-августе

4. Зональность в распределении давления и ветра

Наиболее устойчивая особенность в распределении, как атмосферного давления, так и ветра над земным шаром - квазизональность этого распределения. Квазизональность циркуляции проявляется в преобладании широтных составляющих ветра (восточной или западной) над меридиональными составляющими (северной или южной) и в больших значениях широтных составляющих по сравнению с меридиональными.

Степень преобладания зональных составляющих над меридиональными может быть различной. Над тропическими океанами преобладание восточных составляющих в переносе воздуха в нижней части тропосферы выражено очень хорошо и легко различимо даже на отдельных синоптических картах, т.е. в отдельные дни. В общем, меридиональные составляющие в тропиках примерно в 10 раз меньше зональных. Хорошо выражено и преобладание западных ветров в умеренных широтах Южного полушария. В то же время во многих районах умеренных широт Северного полушария ветер часто и резко меняется по направлению и преобладание западного переноса можно подметить только из статистического анализа большого материала наблюдений. Есть, наконец, и такие районы (например, восток Азии), где преобладающие направления ветра в нижней тропосфере ближе к меридиональным, чем к зональным.

Причина зональности давления и ветра - зональность в распределении температуры и в динамических особенностях самого механизма общей циркуляции атмосферы.

5. Меридиальные составляющие общей циркуляции

Меридиональные составляющие переноса воздуха в общей циркуляции атмосферы, хотя они и меньше по сравнению с зональными, имеют очень большое значение. Именно они обусловливают обмен воздуха между различными широтами Земли.

Ежедневное распределение меридиональных движений на земном шаре очень сложное, поскольку оно связано с подвижными атмосферными возмущениями - циклонами и антициклонами. В самом деле, в каждом циклоне создается перенос воздуха к высоким широтам в передней части и к низким широтам в тыловой части, в антициклонах наоборот. Отсюда следует, что в каждый данный момент на одном и том же уровне под одним меридианом господствуют направленные на север меридиональные составляющие, а под другим меридианом - направленные на юг.

При осреднении составляющие, направленные по данному меридиану в разное время к северу и к югу, будут в некоторой степени взаимно погашаться. Поэтому средние многолетние меридиональные потоки будут меньше, чем в индивидуальных процессах, но зато они отразят преобладающие переносы. В общем, для всего земного шара в нижней тропосфере тропиков в среднем преобладает ветер, направленный к экватору, с максимальной скоростью зимой около 3 м/с. В верхней тропосфере тропиков преобладает направленная к полюсам составляющая с максимальной скоростью зимой около 2,5 м/с. В средней тропосфере, в слое от 750 до 350 гПа, меридиональный ветер очень слабый.

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.

В действительности замкнутых колец циркуляции не существует. Система меридиональных движений значительно более сложная и изменчивая. Во внетропических широтах обоих полушарий с их сильно развитой циклонической деятельностью воздух перемещается из одних широт в другие не в виде замкнутых циркуляций, а в системах меридиональных потоков, направление которых чередуется на каждом меридиане и на одном и том же уровне. Такая же смена потоков наблюдается и в верхней половине тропосферы в тропиках. Существовавшее ранее упрощенное представление о замкнутых меридиональных ячейках циркуляции возникло как результат статистического осреднения за продолжительный промежуток времени ежедневных систем меридиональных движений.

Переносы воздуха в нижних и верхних слоях атмосферы, совпадающие по направлению с ячейками Хэдли и Ферреля, в действительности существуют, но не в виде замкнутых колец циркуляции, а в форме развивающихся в тропосфере волн и вихрей.

6. Географическое распределение давления. Центры действия атмосферы

Чтобы получить представление о глобальном поле давления, рассмотрим карты многолетнего среднего распределения давления на уровне моря в январе и июле (см. рис.1, рис.2).

Зональные особенности в распределении давления можно легко заметить на этих картах. Однако влияние неравномерного распределения суши и моря приводит к тому, что в каждой зоне барическое поле распадается на отдельные ячейки, на отдельные области повышенного и пониженного давления с замкнутыми изобарами. Эти области носят название центров действия атмосферы. Одни из этих центров действия можно найти на климатологических картах всех месяцев года - их называют перманентными. Другие обнаруживаются на картах только зимних или только летних месяцев - их называют сезонными центрами действия.

Январь. На карте (рис.1) хорошо различается экваториальная ложбина с давлением ниже 1015 гПа, охватывающая всю экваториальную зону Земли. Внутри ложбины имеются три отдельные депрессии - области пониженного давления с замкнутыми изобарами: над Южной Америкой, Южной Африкой и Австралией с Индонезией. Давление в центрах депрессий ниже 1010 гПа. Области с наиболее низким давлением в экваториальной ложбине лежат в январе не на самом экваторе, а достаточно далеко от него: примерно под 15° ю.ш. над прогретыми (здесь лето!) материками Южного полушария.

По обе стороны от экваториальной ложбины обнаруживаются субтропические зоны высокого давления, которые состоят из нескольких антициклонов, называемых субтропическими. Особенно хорошо выражены субтропические антициклоны над всеми тремя океанами Южного полушария (с центрами под 30-35° ю.ш. и с давлением в центре выше 1020 гПа); над более теплыми, чем океаны, материками они заменяются пониженным давлением. В Северном полушарии субтропические антициклоны обнаруживаются над Атлантическим и Тихим океанами (замкнутые изобары 1020 гПа), где их центры также располагаются под 30-35° широты. Антициклон над северным Атлантическим океаном носит название Азорского, над северным Тихим океаном - Гонолульского или Гавайского.

Над Азией в субтропических и тропических широтах давление также повышенное. Однако здесь нет самостоятельного субтропического антициклона: Южная Азия занята южной периферией огромного Азиатского (Сибирского) зимнего антициклона с центром в Монголии.

В умеренных и субполярных широтах Южного полушария, к югу от субтропических антициклонов, находится почти сплошная зона низкого давления, в которой можно выделить несколько центров. В соответствующих широтах Северного полушария также обнаруживается низкое давление, однако, только над океанами; это две океанические депрессии: Исландская на севере Атлантического океана и Алеутская на севере Тихого океана с давлением в центре ниже 1000 гПа. Над материками Азии и Северной Америки они заменяются зимними антициклонами: Азиатским, о котором уже говорилось, и Канадским. В Азиатском антициклоне давление в центре выше 1035 гПа, в Канадском - выше 1020 гПа.

В полярных широтах давление повышено по сравнению с субполярными широтами. Особенно хорошо выражена область высокого давления над Антарктикой - Антарктический антициклон. В Северном полушарии повышение давления в Арктическом бассейне также существует, хотя и менее значительное, чем в Антарктике. Только над ледяной Гренландией видна замкнутая изобара 1000 гПа, обрисовывающая область повышенного давления.

Июль. На карте (рис.2) видно, что экваториальная ложбина смещена к северу и самое низкое давление в ней уже не в Южном, а в Северном полушарии, где лето. Центры низкого давления особенно далеко сместились на север над нагретыми материками Северного полушария: они располагаются примерно на 30-й параллели, как в Азии, так и в Северной Америке. Эти части экваториальной ложбины, вышедшие над нагретыми материками даже за пределы тропиков, называются летними термическими депрессиями: Южноазиатской (Переднеазиатской) и Мексиканской.

Зоны высокого давления в субтропиках также различимы. В Южном полушарии, где в июле зима, субтропические антициклоны захватывают в субтропиках и тропиках не только три океана, но и материки, которые в это время холодные. Но в летнем Северном полушарии антициклоны остаются только над двумя океанами (причем они, как видно из карт, смещаются дальше на север и усиливаются). Над материками субтропических широт давление в противоположность январю, как мы видели, понижено. Оно остается пониженным и в более высоких широтах.

Таким образом, в умеренных и субполярных широтах Северного полушария океанические депрессии (гораздо менее глубокие, чем зимой) и депрессии над материками образуют непрерывную субполярную зону низкого давления вокруг всего полушария. На север от нее давление растет, но очень мало. В Южном полушарии в июле, как и в январе, различают зону низкого давления в субполярных широтах и антициклон над Антарктическим материком.

Зональность в распределении давления нарушается тем, что давление повышается над материками зимой и понижается летом. Зимой над материками высокое давление обнаруживается даже в умеренных и субполярных широтах, где оно вообще понижено. Летом над материками давление понижается в субтропических зонах, где оно вообще повышено.

Наличие центров действия на многолетних средних картах не должно приводить к заключению, что в тех или иных местах Земли круглый год или весь сезон располагается один и тот же устойчивый циклон или антициклон. В действительности циклоны и антициклоны в атмосфере достаточно быстро сменяются. Климатологические карты только позволяют заключить, что в одних местах Земли циклоны преобладают над антициклонами, и потому там, на картах получаются центры действия с пониженным давлением (как, например, на севере Атлантического океана - Исландская депрессия). В других местах антициклоны наблюдаются чаще, чем циклоны, и на картах в таких местах получаются центры действия с повышенным давлением (как Азорский антициклон в субтропиках Атлантического океана). На синоптических картах в тот или иной момент, например, над северным Атлантическим океаном можно одновременно наблюдать не один, а два отдельных субтропических антициклона, а над северным Тихим океаном - даже три.

Прежде полагали, что в полярных областях антициклоны держатся почти постоянно или настолько преобладают над циклонами, что на многолетних средних картах там должны быть достаточно сильные центры действия с высоким давлением - полярные антициклоны. Теперь известно, что в Арктике преобладание антициклонов над циклонами совсем невелико, и потому на многолетних средних картах Арктический антициклон обрисовывается очень слабо. И над Антарктидой антициклоны не обладают таким исключительным постоянством, как думали еще недавно. Но все же Антарктический антициклон в среднем выражен значительно лучше, чем антициклон Арктический. Особую сложность вносит большая высота самого материка Антарктиды над уровнем моря при очень низких приземных температурах воздуха над ледяной поверхностью. Приведение давления к уровню моря дает завышенные результаты, несравнимые со значениями давления на уровне моря для океана и низменности. Для того чтобы видеть, насколько давление над Антарктидой выше, чем над окружающим океаном, нужно составлять карты не для уровня моря, а для уровня 3-4 км, близкого к поверхности материка (для изобарической поверхности 700 гПа). Средние месячные карты для поверхности 700 гПа обнаруживают наличие антициклона над Восточной Антарктидой во все месяцы года.

7. Географическое распределение давления в свободной атмосфере

Для того чтобы получить представление о распределении давления во всей толще атмосферы, строят карты многолетней средней абсолютной топографии стандартных изобарических поверхностей: 900, 850, 700, 500, 300, 200 гПа и т.д. Для этого используют многолетние ряды наблюдений аэрологических станций всего земного шара. На многолетних средних картах барической топографии изобарических поверхностей (700, 500, 300 гПа и т.д.) видно, что с высотой становится все меньше замкнутых изогипс, обрисовывающих отдельные центры действия над материками и океанами, и распределение давления становится все более зональным (см. рис.3, рис.4). Это понятно, так как с высотой влияние суши и моря на температуру, а, следовательно, и на давление, ослабевает. В верхней тропосфере и нижней стратосфере абсолютные изогипсы на средних картах изобарических поверхностей огибают весь земной шар, конечно, не совпадая точно с широтными кругами. Как видно из карт, густота изогипс вдоль каждого меридиана различная.

Учитывая, что в свободной атмосфере ветер близок к геострофическому, карты показывают, что и зимой и летом в тропосфере умеренных и субтропических широт обоих полушарий в общем, господствуют западные воздушные течения. Однако зимой в Северном полушарии отчетливо выделяются три волны с гребнями над востоком Атлантического и Тихого океанов и над Уральским хребтом и с ложбинами у восточных берегов Северной Америки и Азии и над Восточной Европой, наложенные на общий западный поток. В Южном полушарии в тропосфере (см. рис.3, рис.4) изогипсы проходят более зонально, хотя и там можно заметить три волны, правда, с очень маленькой амплитудой. Неодинаковое сгущение изогипс в субтропических широтах и в широтном поясе 50-60° - отражение субтропического струйного течения и планетарной высотной фронтальной зоны полярного фронта.

Анализ карт (рис.3, рис.4) показывает, что высота изобарической поверхности 300 гПа (как, впрочем, и всех других изобарических поверхностей в тропосфере) повышается к экватору. Зимой на поверхности 300 гПа пояс высокого давления с отдельными антициклонами вдоль 10°с. и ю.ш. охватывает всю тропическую зону. Летом на поверхности 300 гПа в полосе высокого давления в широтном поясе 5-25° Северного полушария формируются отдельные антициклоны над материками (см. рис.4). Если вспомнить, что у Земли летом над Центральной Америкой, Северной Африкой и Южной Азией находятся термические депрессии, то станет ясно, что эти антициклоны существуют только в верхней половине тропосферы, т.е. они высотные. И хотя в депрессиях существует недостаток массы по сравнению с окружающими районами, в верхней тропосфере изобарические поверхности образуют антициклональные купола благодаря очень высоким средним температурам слоя 1000-300 гПа.

Итак, наиболее высокое давление в свободной атмосфере наблюдается около 10° с. и ю.ш., наиболее низкое - над полярными районами.

Правда, зимой в Северном полушарии самое низкое давление смещено от полюса к особенно холодным северо-восточным частям Азии и Северной Америки.

В слоях выше 20 км летом распределение давления коренным образом меняется в связи с изменением меридионального распределения температуры. Над полюсом давление становится повышенным, т.е. околополюсная депрессия заменяется антициклоном. Поэтому в летнем полушарии в стратосфере выше 20 км господствуют восточные воздушные течения. В зимнем полушарии давление над полюсом самое низкое, и здесь расположен центр околополюсной депрессии. Поэтому западные воздушные течения господствуют и в стратосфере, приобретая особенно большие скорости на границе полярной ночи.

8. Средняя величина давления для земного шара и полушарий

Среднее значение атмосферного давления на уровне моря для всего земного шара, определенное из многолетних средних карт, близко к 1013 гПа, а на уровне местности (учитывая возвышение материков над уровнем моря) - близко к 982 гПа. Из данных рис.5 видно, что среднее значение давления над каждым полушарием понижается от зимнего полугодия к летнему.

Рис.5. Годовой ход среднего давления воздуха в Северном полушарии (1), в экваториальной зоне между 2,5° ю.ш. (2) и в Южном полушарии (3)

От января к июлю оно понижается над Северным полушарием на несколько гектопаскалей и повышается в Южном полушарии. Атмосферное давление равно весу столба воздуха и, следовательно, пропорционально массе воздуха. Это значит, что из летнего полушария какая-то масса воздуха оттекает в зимнее полушарие, т.е. происходит сезонный обмен воздуха между полушариями. За год из Северного полушария в Южное и обратно переносится 1013 т воздуха, что составляет примерно 1/500 часть всей массы атмосферы.

9. Преобладающие направления ветра

Поскольку существуют центры действия, постольку распределение ветра даже на многолетних средних картах отклоняется от зонального. На картах (рис.6, рис.7) представлены по многолетним данным преобладающие направления ветра у земной поверхности в январе и июле. Оперение стрелок указывает на степень повторяемости данного направления в данном месте: каждое перо означает 10% повторяемости. Представленное климатическое распределение ветра дает, конечно, очень упрощенную картину, поскольку число точек, для которых даны направления ветра, невелико. Из рассмотренного ясно, что климатологическое распределение много проще, чем реальные распределения в отдельные дни. Но им можно воспользоваться для первоначальной ориентировки в воздушных течениях общей циркуляции атмосферы.

На картах показано и многолетнее среднее распределение давления на уровне моря, чтобы можно было сопоставить его с распределением ветра. Это распределение давления несколько отличается в деталях от распределения на картах (рис.6, рис.7).

На картах прежде всего хорошо различимы обладающие высокой повторяемостью северо-восточные и юго-восточные ветры в тропиках над Атлантическим, Тихим и южным Индийским океанами. Это пассаты, у земной поверхности отклоняющиеся от восточного направления изобар субтропических антициклонов.

Затем выделяются ветры западной четверти над океанами в сороковых-шестидесятых широтах Южного полушария. Это самая устойчивая часть западного переноса в умеренных широтах. В северном полушарии преобладание ветров западной четверти постоянно выражено в умеренных широтах только над океанами; над материками режим ветра изменчивее и сложнее, хотя ветры западной половины горизонта преобладают над восточными.

Восточные ветры высоких широт отмечены на картах лишь по окраинам Антарктиды; по новейшим данным можно было бы представить их более отчетливо. Наконец, на юге, востоке и севере Азии и в некоторых других районах видно резкое изменение направления преобладающих ветров от января к июлю. Это районы муссонов.

Подробнее о воздушных течениях в разных широтах и областях Земли будет сказано ниже.

В более высоких слоях тропосферы и нижней стратосфере распределение ветра ближе к зональному, чем у земной поверхности. Климатологические карты ветра на высотах не приводятся, однако судить о распределении ветра в тропосфере можно по картам барической топографии (см. рис.6, рис.7).

Как мы уже говорили, ветры в свободной атмосфере дуют почти по изобарам или по изогипсам абсолютной барической топографии, оставляя низкое давление в Северном полушарии слева, а в Южном - справа.

Рис.6. Преобладающие направления ветра в январе: каждое перо на стрелке означает 10% повторяемости ветра данного направления

Рис.7. Преобладающие направления ветра в июле: каждое перо на стрелке означает 10% повторяемости ветра данного направления

10. Циркуляция в тропиках

Метеорологическая граница тропической зоны. В атмосфере не существует твердых границ: воздушные массы из тропиков могут проникать в полярные широты, а арктический воздух достигает тропических широт, правда, сильно трансформировавшись по пути. Проникновение умеренного воздуха в тропики и тропического воздуха в умеренные широты происходит систематически и представляет основной элемент междуширотного обмена теплом и влагой. Поэтому любая граница в атмосфере является условной, т.е. некоторой переходной зоной, разделяющей районы с преобладанием определенных циркуляционных процессов.

Главное, что отличает циркуляцию в умеренных широтах, - это циклоническая деятельность, развивающаяся в воздушных течениях преобладающего западного переноса. Циркуляция в тропиках существенным образом отличается от циркуляции в умеренных широтах.

Переходная зона, которая отделяет циркуляцию в тропиках от циркуляции умеренных широт над океанами, может быть условно представлена широтными осями субтропических, антициклонов (см. рис.1, рис.2).

Однако для циркуляции над материками этот критерий не годится, поскольку там нет субтропических антициклонов. Более строго границу, выделяющую тропическую зону, можно определить как широту, представляющую среднеарифметическое из широт среднего положения тропической тропопаузы и тропопаузы умеренных широт на каждом меридиане в соответствующем месяце или сезоне. Определенная таким образом граница зимой лежит около 28±3° с.ш. в Северном полушарии и около 32±3° ю.ш. в Южном полушарии, а летом - около 35+5° с.ш. и 35±3° ю.ш. соответственно. Таким образом, от зимы к лету граница тропической зоны смещается к полюсам, причем наибольшее смещение наблюдается в Северном полушарии над материками.

В отличие от умеренных широт циркуляционные системы (но не погода) в тропиках отличаются значительной устойчивостью.

11. Внетропическая циркуляция

Когда речь идет о внетропической циркуляции, имеется в виду главным образом циркуляция в умеренных широтах. Если взять в целом области земного шара вне тропиков, то обнаружим, что здесь всегда имеются районы, занятые арктическим (в Южном полушарии антарктическим) воздухом, образующим арктическую (антарктическую) воздушную массу (АВ). Очагом ее формирования является Арктика (Антарктика). Естественно, большая часть средних широт занята воздушной массой умеренных широт (так называемая умеренная или полярная воздушная масса - УВ). Как это видно из названия, умеренная воздушная масса формируется именно в умеренных широтах. На юге, в субтропических широтах, всегда присутствуют тропические воздушные массы (ТВ), либо здесь формирующиеся, либо принесенные из тропиков. Все воздушные массы существуют круглый год, хотя границы очагов их формирования испытывают сезонные смещения: летом к полюсам, зимой в направлении к тропикам.

Воздушные массы различаются по температуре, влажности и другим свойствам не только у земли, но и в свободной атмосфере, включая, как мы видели, высоту и температуру тропопаузы. Воздушные массы отделяются друг от друга узкими зонами перехода, называемыми главными фронтами: арктический воздух отделяется от воздуха умеренных широт арктическим фронтом (АФ), воздух умеренных широт отделяется от тропического воздуха полярным фронтом (ПФ), иногда называемым фронтом умеренных широт. Наиболее резко контраст метеорологических величин на АФ и ПФ заметен у Земли. Здесь же ширина зоны перехода от одной воздушной массы к другой составляет 10-20 км. Поэтому у земли фронты изображаются фронтальными линиями. С высотой в свободной атмосфере области перехода от одной воздушной массы к другой расширяются и превращаются во фронтальные зоны.

Существующий всегда в свободной атмосфере меридиональный контраст температуры (меридиональный градиент температуры) между экватором и полюсами складывается в основном именно из температурных градиентов во фронтальных зонах главных атмосферных фронтов. Поскольку границы между воздушными массами охватывают все полушарие, то и фронтальные зоны главных атмосферных фронтов имеют планетарный характер. Поэтому такие фронтальные зоны называются планетарными высотными фронтальными зонами (ПВФЗ). Большие величины температурных градиентов на главных фронтах и, следовательно, во фронтальных зонах определяют большие значения термического ветра. Поэтому в области главных фронтов скорость ветра очень сильно растет с высотой, и к ним приурочены струйные течения, являющиеся составной частью ПВФЗ. Барический градиент в умеренных широтах в общем направлен к полюсам, так же направлен и температурный градиент. Следовательно, в силу квазигеострофичности воздушных течений в зоне умеренных широт преобладают западные воздушные течения или, как часто говорят, западный перенос воздушных масс. Скорость западного переноса возрастает с высотой до тропопаузы, и только после изменения направления температурного градиента в стратосфере на обратное (от полюсов к экватору) скорость ветра с высотой убывает.

Западный перенос в тропосфере умеренных широт неустойчив; в нем постоянно образуются волнообразные движения, так называемые волны Росби, длина которых порядка 5000 км.

Воздушные массы, разделяющие их фронты и, следовательно, фронтальные зоны в свободной атмосфере не остаются неподвижными: различия в температурах воздушных масс являются причиной существования горизонтальных градиентов давления, под действием которых воздушные массы и разделяющие их фронты непрерывно перемещаются.

При определенных контрастах температур и разности скоростей ветра по обе стороны от фронта на нем возникают неустойчивые фронтальные волны, амплитуда которых растет со временем. Такие неустойчивые волны дают начало циклонам и антициклонам. Основной особенностью атмосферной циркуляции во внетропических широтах и является постоянное возникновение, развитие, перемещение, а затем разрушение крупномасштабных атмосферных возмущений - циклонов и антициклонов, называемое циклонической деятельностью. Таким образом, все воздушные течения синоптического масштаба связаны во внетропических широтах с циклонической деятельностью.

12. Типы атмосферной циркуляции во внетропических широтах

В зависимости от непериодически меняющихся особенностей циклонической деятельности в каждом сезоне года можно различать во внетропических широтах разные типы атмосферной циркуляции, которые можно выделить как для определенных секторов земного шара, так и для целого полушария. Не останавливаясь на многочисленных работах в этом направлении, укажем здесь только на самое основное разделение: на зональный (широтный) и меридиональный типы циркуляции.

При зональном типе циркуляции (рис. 8) над значительной частью полушария или даже над всем полушарием господствует хорошо выраженный западный перенос воздуха. Это значит, что в крупномасштабном распределении давления высокое давление занимает низкие широты, а низкое - высокие широты. Общий перенос воздуха происходит с запада на восток; в этом же направлении достаточно быстро перемещаются и подвижные циклоны и антициклоны. На высотных картах барической топографии изогипсы в этом типе циркуляции в общем имеют зональное направление. Они обнаруживают волнообразные колебания соответственно прохождению подвижных циклонов и антициклонов у земной поверхности. Волны давления также перемещаются с запада на восток, и амплитуды их сравнительно невелики. Вторжения холодного воздуха в низкие широты в тыловых частях циклонов непродолжительные и не проникают далеко, поэтому междуширотный обмен теплом ослаблен.

При меридиональном типе циркуляции (рис. 9) во внетропических широтах имеются интенсивные высокие и малоподвижные циклоны и антициклоны, расположенные бок о бок. Это описанные выше холодные центральные циклоны и теплые блокирующие антициклоны. Они захватывают всю тропосферу и часто нижнюю стратосферу, поэтому западный перенос воздуха в тропосфере нарушается.

В верхней тропосфере на картах барической топографии в этом типе циркуляции видны малоподвижные волны давления с большой амплитудой; изогипсы образуют хорошо выраженные обширные ложбины, простирающиеся в низкие широты, и гребни, простирающиеся в высокие широты. Поэтому даже в высоких слоях тропосферы воздушные течения приобретают большие меридиональные составляющие.

В передних частях центральных циклонов и в тыловых частях блокирующих антициклонов устанавливаются мощные воздушные течения, направленные из низких широт в высокие, а в тыловых частях центральных циклонов и в передних частях блокирующих антициклонов - из высоких широт в низкие. Обмен воздухом и теплом между высокими и низкими широтами Земли происходит в этом типе интенсивнее, чем в зональном.

Зональный тип циркуляции в Европе связан с адвекцией воздуха с Атлантического океана и, следовательно, с теплой погодой зимой и прохладным летом и с циклоническими осадками в северной половине Европы. Меридиональный тип связан с глубокими проникновениями холодных масс арктического воздуха к югу и теплых масс воздуха из субтропиков в высокие широты.

Рис. 8. Пример зонального типа циркуляции на карте абсолютной топографии поверхности 500 гПа

Рис. 9. Пример меридионального типа циркуляции на карте абсолютной топографии поверхности 500 гПа

Каждый из описанных типов циркуляции обычно господствует над более или менее значительной частью полушария, иногда почти над всем полушарием. Вследствие особенностей механизма циклонической деятельности оба типа могут переходить один в другой, т.е. в течение года несколько раз сменяться.

В Южном полушарии широтный тип циркуляции наблюдается чаще и в большей степени преобладает над меридиональным типом, чем в Северном полушарии. Это объясняется более однородной океанической подстилающей поверхностью Южного полушария.

Как зональный, так и меридиональный типы циркуляции проявляются с разной степенью интенсивности в разных секторах Земли. Для числового выражения зональности или меридиональности циркуляции применяются различные цифровые показатели, так называемые индексы циркуляции. Простейший из них - это разность значений давления между двумя широтами, например 30-й и 60-й (осредненных по отрезкам широтных кругов). Чем больше разность, тем больше средний меридиональный барический градиент между указанными широтами и тем больше интенсивность зонального переноса воздуха. Можно взять в качестве зонального индекса непосредственно среднее значение зональной составляющей геострофического ветра.

13. Местные ветры

Под местными ветрами понимают ветры, характерные только для определенных географических районов. Происхождение их различно.

Во-первых, местные ветры могут быть проявлением местных циркуляций, возникающих в системе общей циркуляции атмосферы при слабых крупномасштабных воздушных течениях. Таковы, например, бризы по берегам морей и больших озер. Различия в нагревании суши и воды днем и ночью создают вдоль береговой линии при слабых воздушных течениях общей циркуляции местную циркуляцию. При этом в приземных слоях атмосферы ветер дует днем с моря на более нагретую сушу, а ночью - с охлажденной суши на море.

Во-вторых, местные ветры могут представлять собой местные изменения (возмущения) течений общей циркуляции атмосферы под влиянием орографии или топографии местности. Таков, например, фён - теплый ветер, дующий по горным склонам в долины и возникающий, когда течение общей циркуляции переваливает через горный хребет. Повышение температуры воздуха при фёне, связанное с нисходящим движением, является следствием именно влияния хребта на общециркуляционное течение. Влиянием орографии объясняется и бора с различными ее разновидностями.

Рельеф местности может создавать также усиление ветров в некоторых районах до скоростей, значительно превышающих скорости в соседних районах. Примером служат ветры горных проходов, ущелий и горловинные ветры, возникающие при орографических сужениях в устье долин. Такие локально усиленные ветры того или иного направления известны в разных районах под разными названиями как местные ветры. Иногда особые свойства придает местному ветру прохождение воздуха над сильно нагретой и сухой поверхностью, например над пустыней или над сильно испаряющей (водной) поверхностью.

В-третьих, местными ветрами называют и такие сильные или обладающие особыми свойствами ветры в некотором районе, которые, по существу, являются течениями общей циркуляции. Интенсивность их проявления и их характерность для данного географического района являются следствием самого механизма общей циркуляции, самого географического распределения синоптических процессов. В этом значении называют местным ветром, например, сирокко на Средиземном море.

Кроме сирокко известны многочисленные местные ветры в различных местах Земли, носящие особые названия, такие как самум, хамсин, афганец и пр. Упоминания о таких ветрах можно найти в физико-географических или климатических характеристиках отдельных местностей.

14. Роль серии циклонов в междуширотном обмене воздуха

Как указывалось выше, циклоны на главных фронтах (полярном или арктическом) обычно возникают сериями; вслед за первым циклоном на его холодном фронте возникает второй циклон, а на холодном фронте второго циклона в свою очередь возникает следующий. Таким образом, на главном фронте обычно развиваются три циклона, а иногда и больше. Каждый циклон серии перемещается в высокие широты, и одновременно вся серия смещается в более низкие широты, обычно на юго-восток, так что траектория каждого следующего центра проходит южнее траектории предыдущего. При этом воздушные массы и разделяющий их фронт далеко уходят от первоначального положения и больше к нему не возвращаются. В тылу каждого циклона серии холодный умеренный воздух проникает все дальше в низкие широты. А заключительный антициклон дает уже мощное вторжение умеренного воздуха в субтропики. По мере продвижения умеренного воздуха в более низкие широты он прогревается от земной поверхности, а в свободной атмосфере - благодаря нисходящим движениям в антициклоне. Эти два процесса - нагревание от земной поверхности и адиабатическое нагревание в антициклоне - приводят к тому, что умеренный воздух постепенно трансформируется и в конце концов приобретает свойства тропического воздуха, т.е. становится тропической воздушной массой. Сам же заключительный антициклон становится высоким и теплым субтропическим антициклоном.

В то же время тропический воздух, составляющий теплые сектора циклонов циклонической серии, продвигается в высокие широты. Правда, у земной поверхности он в теплых секторах не проникает далеко к полюсу, так как каждый циклон серии окклюдируется. В процессе окклюзии циклонов теплый воздух оттесняется от земной поверхности в верхнюю тропосферу и уже там продолжает движение к высоким широтам. Особенно далеко он проникает в передней части центрального циклона. При этом теплый воздух за счет адиабатического подъема и излучения в конце концов трансформируется в умеренный воздух.

Таким образом, в результате развития циклонической серии при посредстве циклонов и антициклонов происходит обмен воздухом между низкими и высокими широтами Земли.

Заключение

Таким образом, мы выполнили поставленные задачи перед написанием работы, целью которой являлось теоретически исследовать тему: «Общая циркуляция атмосферы» с соответствующим реферативным изложением полученных результатов.

В результате мы можем сделать следующие выводы:

Общей циркуляцией атмосферы называют систему крупномасштабных воздушных течений на земном шаре, т.е. таких течений, которые по своим размерам сравнимы с материками и океанами. В каждый данный момент времени в атмосфере существуют движения всех масштабов, накладывающиеся друг на друга. Наиболее устойчивые особенности воздушных течений и представляют общую циркуляцию атмосферы.

Эти воздушные течения возникает вследствие неравномерного нагревания атмосферы, что приводит к обмену воздуха между различными широтами и областями Земли. ОЦА осуществляется в форме циклонической деятельности, т.е. с помощью атмосферных возмущений - циклонов и антициклонов. Под влиянием радиационных условий и циклонической деятельности происходит расчленение атмосферы (тропосферы) в горизонтальном направлении на отдельные воздушные массы с резко разграничивающими их переходными зонами - фронтами. Образование последних в свою очередь поддерживает циклоническую деятельность.

Список используемой литературы

1.Авиационная метеорология: Учеб. пособие/П.Д. Астапенко, А.М. Баранов, И.М. Шварев и др. - М.: Транспорт, 1979, 263с.

2.Авиационная метеорология. Яковлев А.М. Изд-во «Транспорт», 1971г.-248с.

3.Метеорология и климатология: учебник.- 7-е изд./ Хромов С. П., Петросянц М. А. - М.: Изд-во Моск. ун-та: Наука, 2006.-582с.

4.Курс лекций по синоптической метеорологии Ч.1. Дашко Н.А., 2005, 38с.

5.Конспект лекций по дисциплине «Авиационная метеорология». И.А.Кислицына, Некоммерческое образовательное учреждение «Корпоративный центр подготовки персонала - Институт аэронавигации», 2008, 49с.

6.Воробьев В.И. Синоптическая метеорология.-Л.:Гидрометеоиздат, 1994.- 716 с.

7. Погосян Х. П., «Общая циркуляция атмосферы», Л., 1972, 394 с.;

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

Качественная циркуляция воздуха в помещении — один из важнейших факторов, пренебрежение которым влечет за собой ряд проблем: появление грибка, скопление аллергенов, развитие бронхолегочных заболеваний. Нормой считается замена 30 куб. м воздуха в час на одного человека. Эффективной система естественной или принудительной вентиляции будет только в том случае, если при устройстве учтены правила перемещения воздушных масс.

Естественная вентиляция

Для естественной вентиляции не нужна механическая стимуляция, ее движущая сила – разница в давлении воздуха в помещении и вне его. Чем больше перепад температур, тем интенсивнее происходит воздухообмен. Конвекция происходит следующим образом: теплые массы поднимаются, холодные опускаются (рис.1).

Рис 1. Пример естественной вентиляции

Свежий воздух проникает через окна, отработанный выводится посредством вентиляционных отверстий.

Правильно организованная естественная вентиляция обеспечивает незаметную циркуляцию и смягчает микроклимат.

Кухня

В многоквартирных домах все воздуховоды от кухонь и санузлов объединены в общую вертикальную шахту. Чем выше она поднимается, тем лучше тяга. Проверить качество вентиляции можно, поднеся полоску бумаги или салфетку к решетке. Если она притянется, то отвод производится эффективно. При помощи зажигалки или спички проверять не рекомендуется, поскольку есть риск взрыва.

Чтобы обеспечить правильную циркуляцию воздуха при приготовлении пищи, на кухне необходимо закрыть форточку, а открыть в самой дальней комнате.

Тогда создается естественная тяга, выносящая весь отработанный воздух из дальней комнаты в отдушину над потолком кухни. Если же открыть форточку непосредственно на кухне, то тяга пойдет, минуя вытяжку, в подъезд. По этой причине там часто присутствуют кухонные запахи.

Комнаты

В жилых помещениях, где установлены качественные стеклопакеты, обеспечивающие полную изоляцию от улицы, постоянный приток воздуха можно обеспечить только открытием форточки. Но это приводит к большим потерям тепла в холодный сезон и требует контроля. В таких случаях оборудуются приточные клапаны, представляющие собой отверстие в стене (обычно над радиатором отопления), в которое монтируется блок каналов (фото 1, 2).

Фото 1 и Фото 2. Вид клапана изнутри и снаружи помещения

Температура проходящего сквозь него потока воздуха увеличивается на 20°С. Регулировать объем притока можно при помощи специальной шторки-жалюзи. Воздушные клапаны могут быть вмонтированы в рамы. При таком оборудовании окно открывать не потребуется, а в помещение постоянно будет поступать свежий воздух (фото 3).

Фото 3. Воздушный клапан.

Для того, чтобы осуществлялась нормальная циркуляция воздуха в комнате, под дверью должна быть небольшая щель. Если ее нет, и дверь закрывается плотно, то в полотне можно оборудовать вентиляционные отверстия (фото 4). Внешний вид не пострадает, а отработанный воздух будет свободно покидать комнату.

Фото 4. Вентиляционные отверстия в дверях

Устройство принудительной вентиляции

Естественная вентиляция будет хорошо функционировать при большой разнице температур в помещении и на улице. Но в сезоны, когда перепад почти незаметен, ее эффективность существенно снижается. Тогда на помощь приходит принудительная циркуляция воздуха, при которой приток свежего воздуха в помещение нагнетается вентилятором. Он устанавливается на окно или в специально оборудованное отверстие в стене. Для вывода отработанного воздуха устанавливаются вытяжки, мощность которых зависит от интенсивности загрязнения.

Жилого помещения

Вопрос циркуляции воздуха в комнате или офисе часто решается установкой моноблочной приточно-вытяжной системы, включающей в себя вентиляторы, калорифер и фильтры. То есть принудительно вводимый подогреваемый воздушный поток охватывает помещение и выводится одним и тем же прибором. Работает система почти бесшумно, габариты варьируются, поэтому такой вариант вполне подходит для жилых помещений.

Кухни

Кухня является самым мощным источником загрязнения воздуха в доме из-за часто работающей плиты. Если штатная отдушина не справляется с отработанным потоком, то все запахи и копоть распространяются по помещению, оседая на стенах и потолке.

На кухне при ремонтах стало обычаем устанавливать специальные купольные, навесные или встраиваемые вытяжки над плитой, на которых можно регулировать мощность оттока. Некоторые встраиваемые модели имеют по два двигателя, а также функцию увеличения рабочей поверхности.

По принципу работы все кухонные вытяжки делятся на проточные и рециркуляционные. Последние не выводят, а только фильтруют отработанный воздух, поэтому особой популярностью не пользуются.

Однако, если кухонная вытяжка устанавливается в многоквартирном доме и подключается непосредственно к кухонной отдушине, то могут возникнуть проблемы:

• оказывается закрытым выходное отверстие: когда вытяжка не работает, циркуляции воздуха не происходит (если нет функции периодического автоматического включения);
• общий вентиляционный канал из-за небольшого сечения не справится с выводом отработанного воздуха, подаваемого мощной вытяжкой;
• могут возникнуть проблемы с законом в зависимости от наличия региональных регулирующих актов;
• вытяжной зонт не «собирает» отработанный воздух, поднявшийся к потолку;
• велик риск того, что все запахи попадут через вентиляционные отверстия к соседям.

Если в кухне только одно вытяжное отверстие, то для кухонной проточной вытяжки принято оборудовать отдельный воздуховод (в стене). В некоторых домах схема вентиляции позволяет подключать подобные приборы. Но во многих регионах законом запрещается проделывать отверстия в фасадах домов для устройства климатических приспособлений, а также встраивать дополнительное оборудование в вентиляционные шахты без специального согласования. Поэтому, прежде чем планировать модернизацию вентиляционной системы, следует предварительно проработать вопрос соблюдения законности и технической возможности.

Ванной комнаты

В ванной комнате вентилятор устанавливается непосредственно в отдушину. Существует несколько типов приборов:

• включающиеся одновременно с электричеством. С одной стороны это экономно, с другой – времени может оказаться недостаточно для полной очистки воздуха и нормализации влажности;
• оборудованные таймером отключения через заданный промежуток времени после прекращения пользования помещением;
• автономные с отдельным выключателем. Могут работать по установленному циклу.

Прибор может быть оснащен датчиком влажности, который автоматически подает сигнал на включение.

Вентиляция в собственном доме

Можно обустраивать как угодно без оглядки на соседей и законодательство, но при этом необходимо учитывать основные правила:

Фото 5. Канальный вентилятор на крыше

Заключение

Все повороты, сужения, выступы, смещения в вентиляционном канале приводят к повышению давления, следовательно, и к падению производительности вытяжки. Грамотно устроенная вентиляция не только избавит дом от посторонних запахов, но и позволит существенно отсрочить ремонт.

В помещении, в котором происходит регулярное незаметное обновление воздуха, комфортно находиться. В нем не появится грибок и плесень, будет меньше скапливаться пыль. Даже без дополнительных затрат можно обеспечить эффективную естественную вентиляцию, зная законы циркуляции воздушных масс.

принудительная циркуляция воздуха - — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN forced air circulation …

циркуляция - и, ж. circulation f., нем. Zirkulation <лат. circulatio вращение, круговорот. 1. Круговое движение, обращение. Циркуляция крови. Как можно должно стараться. чтоб золотая и серебряная монета в казне.. оставалася, а медные деньги циркуляцию… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

О б щ а я совокупность воздушных течений над земной поверхностью, имеющих горизонтальные размеры, соизмеримые с размерами материков и океанов, а толщину от неск. км до десятков км. Структура Ц. а. определяется пространственным распределением атм … Физическая энциклопедия

циркуляция атмосферного воздуха - — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN atmospheric circulation … Справочник технического переводчика

Схема глобальной циркуляции атмосферы Циркуляция атмосферы система замкнутых течений воздушных масс, проявляющихся в масштабах полуш … Википедия

Схема глобальной циркуляции атмосферы Циркуляция атмосферы система замкнутых течений воздушных масс, проявляющихся в масштабах полушарий или всего земного шара. Подобные течения приводят к переносу вещества и энергии в атмосфере как в широтном,… … Википедия

Общая, система крупномасштабных воздушных течений над земным шаром. В тропосфере сюда относятся Пассаты, Муссоны, воздушные течения, связанные с Циклонами и Антициклонами, в стратосфере преимущественно зональные (западные и восточные)… … Большая советская энциклопедия

И; ж. [лат. circulatio] 1. к Циркулировать. Ц. крови, нагретого воздуха. Ц. товаров. Ц. воды в природе. Ц. слухов. 2. Мор. Кривая, описываемая судном при отклонении руля на какой л. угол. Судно описывает циркуляцию. Большой угол циркуляции. * * * … Энциклопедический словарь

Метеорологические наблюдения над состоянием воздушной оболочки земного шара атмосферы показывают, что она вообще не находится в покое: при помощи флюгеров и анемометров мы постоянно наблюдаем в виде ветра перенос масс воздуха с одного места на… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

циркуляция - и, ж. Круговращение, круговое вращение. Циркуляция крови. Циркуляция нагретого воздуха. Циркуляция атмосферы. Невский проспект обладает разительным свойством: он состоит из пространства для циркуляции публики (Белый). Родственные слова:… … Популярный словарь русского языка

циркуляция - и; ж. (лат. circulatio) 1) к циркулировать Циркуля/ция крови, нагретого воздуха. Циркуля/ция товаров. Циркуля/ция воды в природе. Циркуля/ция слухов. 2) мор. Кривая, описываемая судном при отклонении руля на какой л. угол … Словарь многих выражений