133_p2297_B2_11771

Гонолульским антициклоном. Западная часть этого фронта под влиянием мощного антициклона над Азией смещена далеко к югу, до 10–20° с. ш. Фронт проходит в том же направлении, что и Атлантический – на восток – северо-восток, от юга Филиппинских островов к берегам Америки, примерно, под 50° с. ш. Весь полярный воздух к северу от него исходит из района между Азиатским муссонным антициклоном и Алеутской депрессией.

Между арктическим и морским полярным воздухом к западу от Алеутской депрессии существует постепенный переход. К востоку от Алеутской депрессии юго-западный поток прогретого морского полярного и тропического воздуха встречает Скалистые горы, и, поднимаясь по ним, остается вверху над холодным континентальным полярным воздухом Северо-Американского материка, находящегося к северо-востоку от гор. СевероАмериканский береговой фронт примыкает к Скалистым горам.

Над южной частью Северной Америки полярные фронты возникают в слабовыраженной седловине между Канадским антициклоном и западной частью Атлантического субтропического антициклона.

Над Средиземным морем временами образуется Средиземноморский фронт как южная граница полярного воздуха Европы.

Азиатский горный массив служит естественной преградой для распространения полярного воздуха к югу. Южнее этого массива зимой располагается уже тропический воздух. Зона азиатского полярного фронта в предельном случае может находиться у северной подошвы Гималайского массива.

Между Азиатской и Тихоокеанской ветвями полярного фронта происходит свободное перемещение полярного воздуха в субтропические и тропические широты.

В летнее время полярные фронты над Атлантикой и Тихим океаном смещены к северу и имеют почти широтное направление. Особенно смещены к северу их восточные части из-за отсутствия континентальных муссонов.

Атлантический полярный фронт имеет продолжение на Се- веро-Американском континенте.

Две фронтальные зоны наблюдаются и над материком Евразия. Они проходят вблизи 50° с. ш., так как над более южными районами материка летом формируются очаги континентального тропического воздуха.

41

Восточно-европейский полярный фронт, как это выяснил А. И. Аскназий [Погосян, 1972], энергетически связан с атлантическим, так как образуется путем обострения окклюзий атлантического фронта, проникших на восток Европы, и последующей трансформации морского полярного воздуха в континентальный тропический. Деформационные поля таких фронтальных систем очень подвижны и плохо выявляются даже на средних картах.

Азиатский полярный фронт летом часто может смыкаться с Тихоокеанским.

Тропические фронты, как над материками, так и над океанами зимой значительно смещены к югу, а летом – к северу. В зимнее время над Индийским океаном тропический фронт смещается до 10° ю. ш. Летом возможно объединение тропических фронтальных зон в одну общую.

В северном полушарии на ежедневных приземных картах погоды можно одновременно обнаружить до 15–20 циклонов и

7–10 антициклонов, т. е. ежегодно в умеренных широтах возникает в среднем около 1000 циклонов [Воробьев, 1968].

3.2.Распределение циклонов и антициклонов.Пути их перемещения

Географическая локализация постоянных и сезонных центров действия атмосферы, ВФЗ (или их климатические проявления) определяют интенсивность фронтальных вихрей и их доминирующие траектории в северном полушарии.

Изучение типовых путей фронтальных циклонов и антициклонов началось ещѐ в конце XIX в. В 1896 г. М. А. Рыкачѐв построил траектории циклонов и антициклонов для Европы, в том числе и для Восточной Европы [Хромов, Мамонтова, 1974]. В последующем изучение динамики подвижного цикло- и антициклогенеза проводилось Э. Пальменом (1973), Х. П. Погосяном

(1972), Р. Р. Хайруллиным (1989).

Внетропические возмущения образуются преимущественно в районах сильной бароклинности вблизи струйных течений. Наибольшая повторяемость как циклонов, так и антициклонов наблюдается вблизи 38° с. ш. зимой и около 48° с. ш. летом, т. е. приблизительно на тех же широтах, где господствует максимальный в средней тропосфере западный перенос. В оба сезона у циклонов после их образования развивается сильная тенденция к пе-

42

ремещению в направлении северного полюса, у антициклонов – более слабая тенденция перемещения к экватору.

Над северным полушарием существует два вида основных путей циклонов. Первый (океанический) – это путь из югозападных в северо-восточные районы Атлантического и Тихого океанов. В среднем такие циклоны возникают и движутся в югозападных течениях под передними (восточными) частями тропосферных ложбин вблизи восточных побережий материков. Пути циклонов начинаются с экваториальной стороны оси пояса максимальных ветров в верхней тропосфере и отклоняются к полярной ее стороне ниже по течению. По мере достижения зрелой стадии и особенно окклюдирования центр циркуляции циклона на уровне моря все сильнее отклоняется к левой стороне струйного течения.

Перемещение циклонов над Атлантикой в основном происходит из районов Флориды – Ньюфаундленда к Исландии и далее – на Баренцево море.

Увеличение их повторяемости от берегов Северной Америки к Исландии указывает на преобладание на этом участке возникновения циклонов, в то время как на участке Исландия – Баренцево море, где наблюдается уже уменьшение повторяемости циклонов, происходит их заполнение. Траектории циклонов совпадают с направлением изогипс в средней тропосфере, а также с зоной наибольших контрастов температур. То же самое наблюдается и над северной частью Тихого океана. Максимум повторяемости циклонов, отмечающийся приблизительно в районе 170° в. д. и 45°с. ш., указывает, что отсюда до берегов Азии преобладает возникновение циклонов, а к востоку от этого района – их заполнение [Погосян, 1972]. Зимой в районе Исландии и юговосточнее Камчатки циклоны имеют наибольшую повторяемость

инаибольшую глубину.

Вконтинентальных районах существуют другие основные пути фронтальных циклонов. Причем все траектории фронтальных циклонов над континентами формируются не только под влиянием термобарической структуры в средней тропосфере, но

ипод влиянием региональной топографии.

На рис. 3.1 и 3.2, заимствованных из работы Хромова и Мамонтовой (1974), приведены основные траектории фронтальных циклонов и антициклонов над северным полушарием.

43

Рис. 3.1. Пути циклонов северном полушарии в январе (а) и в июле (б) [Хромов, Мамонтова, 1974]

44

Рис. 3.2. Пути антициклонов в северном полушарии в январе (а) и июле (б). Обозначения см. на рис. 3.1 а. [Хромов, Мамонтова, 1974]

45

В свете современных представлений траектории фронтальных циклонов и антициклонов определяются сезонной динамикой ПВФЗ над естественными синоптическими районами. В пределах этих районов траектории циклонов в каждом циркуляционном сезоне определяются в конечном счете типом макропроцесса (западный, южный и др.) и влиянием орографии на перемещение барических вихрей. Сезонная динамика ПВФЗ, в свою очередь, формируется под влиянием многих факторов и прежде всего под влиянием циркуляционных процессов над Арктическим бассейном, что нашло своѐ подтверждение в работах [Комисарова, 1977; Андрусенко, 1975]. Л. Н. Комиссаровой установлена зависимость выходов южных циклонов (для Казахстана и юга Западной Сибири) от местоположения полюса циркуляции и слияния планетарных фронтальных зон. Поскольку макромасштабная эволюция планетарных фронтальных зон определяет траектории и других типов циклонов, рассмотрим основные закономерности перемещения фронтальных циклонов над первым естественным синоптическим районом, выявленные Л. Н. Комиссаровой.

Под полюсом циркуляции (ПЦ), по определению К. А. Андрусенко [1975], принято считать длительное стационирование в Арктике сильно выхоложенных антициклонов (реже циклонов), располагающихся в пределах циркумполярного планетарного вихря. Общепринято считать, что полюсы циркуляции (в каждом естественном синоптическом районе в отдельные месяцы и годы они могут мигрировать) определяют пространственное положение ПВФЗ и территориальное распределение траекторий циклонов, и одновременно служат постоянным источником холода, питающего тыловые антициклоны вторжения.

На рис. 3.3 показано положение ПВФЗ (по средне-сезонной изогипсе), еѐ колебание в зависимости от различного местоположения полюса циркуляции. При локализации ПЦ над Канадой (4) основная ветвь ПВФЗ умеренных широт занимает самое северное положение, проходя по северным районам Атлантики и Арктики. Аляскинский ПЦ характеризуется широтным смещением ПВФЗ на 10–15° (1), которая проходит уже по северным районам Европы. Но более значительно смещение к югу получает ПВФЗ при Гренландском и Баренцевоморском положениях ПЦ (2, 3). Таким образом, смещение ПЦ неизбежно вызывает смещение характерной для него ПВФЗ. Необходимо подчеркнуть, что субтропическая планетарная зона отличается большой консервативностью и

46

смещение еѐ к югу либо к северу практически отсутствует. Это играет существенную роль в возникновении, а чаще всего в регенерации южных циклонов.

На рис. 3.4 даны пути циклонов умеренной и субтропической ПВФЗ над первым ЕСР. Как видно из рис. 3.4, траектории фронтальных циклонов сосредоточены в основном в двух зонах: 1) по северу Атлантики и Европы; 2) в широтной зоне 30–45° с. ш. Судя по траекториям, циклоническая деятельность развивается как бы независимо друг от друга, хотя эти зоны контрастов физически связаны между собой через адвекцию температуры и вихря. В каждой зоне перемещение циклонов происходит по параллельным траекториям вокруг области стационирующих антициклонов (Полюс Циркуляции – ПЦ).

Рис. 3.3. Планетарная высотная фронтальная зона при различных местоположениях полюса циркуляции:

1 – Аляскинский; 2 – Гренландский; 3 – Баренцево-морский; 4 – Канадский [Комисарова, 1977]

47

Рис. 3.4. Пути циклонов при Аляскинском, Канадском, Чукотском (а); Гренландском и Баренцево-морском (б) полюсах циркуляции:

1 – пути циклонов; 2 – полюс циркуляции [Комисарова, 1977]

48

Энергетические характеристики циклонов субтропической ПВФЗ значительно слабее по сравнению с аналогичными параметрами в ПВФЗ умеренных широт (табл. 3.1).

Циклоны субтропической ПВФЗ, как правило, медленно смещаются в виде волновых возмущений или слабовыраженных циклонов с запада на восток, преимущественно вдоль широт 30–45°.

Над Казахстаном при этом небольшие циклонические вихри смещаются вдоль предгорий Алтае-Саянской горной системы и далее уходят на территорию Монголии.

При гренладском, баренцевоморском положениях ПЦ (рис. 3.4, б), траектории циклонов резко отличаются от траекторий циклонов при положении полюса циркуляции над Канадой, Аляской и Чукоткой. Среднеширотное кольцо траекторий циклонов в этом случае сдвинуто на юг и наблюдается в широтной зоне 50–55° с. ш. Траектории циклонов субтропической ПВФЗ, в силу еѐ пространственной консервативности, по-прежнему остаются в широтной зоне 40–45° с. ш. Сближение обеих планетарных зон приводит также к сближению путей и углублению циклонов. Эта новая планетарная зона отличается большими энергетическими запасами, которые достаточны для образования новых циклонов или регенерации существующих. Над Средней Азией и Казахстаном резко меняется характер синоптических процессов, в том числе наблюдается активный выход южных циклонов. Более подробную информацию о сопряжѐнности эволюции ПВФЗ с последующим усилением меридиональности и особенностях циркуляционных процессов над Арктикой можно найти в упомянутых выше работах Л. Н. Комиссаровой.

Если траектория циклона проходит над различными типами подстилающей поверхности (океан – континент), то в дальнейшей эволюции фронтальных циклонов могут наблюдаться значительные изменения.

49

В частности, циклоны над Северной Америкой зимой несколько заполняются после их перехода на сушу с Тихого океана, но регенерируют восточнее Скалистых гор. Затем они могут перемещаться через Великие озера и Лабрадор на Атлантический океан.

Большая повторяемость зимних циклонов над Средиземным морем определяется источником тепла в этой водной массе (в связи с чем антициклоны движутся преимущественно либо севернее, либо южнее Средиземного моря, но не через него).

Как следует из среднего барического поля в январе [Погосян, 1972], восточнее теплого высотного гребня, направленного с Атлантики на Скандинавию, находится довольно глубокая ложбина холода. Правда, здесь нет области расходимости изогипс, как на океанах, и контрасты температуры не превышают критических значений. Однако при усилении тропосферного гребня, а соответственно, и усилении меридионального переноса холодного воздуха на Средиземноморье, термический циклогенез в этом районе может смениться фронтальным с образованием на полярном фронте циклонов. Частота их образования над Средиземным морем и сопряженными территориями определяется орографическими особенностями Западной Европы.

По этой же причине наблюдается частое возникновение циклонов у западных берегов Африки и очень южное положение субтропического струйного течения в сравнении с другими районами северного полушария.

Средиземноморские циклоны иногда движутся севернее комплекса горных систем Евразии, и в этих случаях они большей частью заполняются к востоку от Каспийского моря. В других случаях они движутся на восток южнее горных хребтов. Поскольку холодный воздух из внутренних континентальных районов блокируется широтными горными хребтами, он не может входить в эти возмущения на нижних уровнях. Настоящий тропический воздух также не поступает в эти циклоны из-за преобладания циркуляции северо-восточного муссона.

Как следствие, эти западные возмущения обладают лишь небольшими контрастами между воздушными массами, малоинтенсивные в циркуляционном плане и дают малое количество осадков.

Зимой повторяемость циклонов над материками значитель-

но меньше, чем над океанами. Это объясняется преобладанием над материками конвергенции изогипс. Несмотря на это, при определенной синоптической ситуации над материками возникают

50