Погода интересует всех - страница 14

Приведем пример. В январе и феврале часты случаи, когда над Восточной Европой располагается область повышенного давления, а над проливом Ла-Манш — область пониженного давления. При этом восточнее р. Везер происходит заток континентального арктического воздуха, тогда как на районы Рейнской области натекает субтропический воздух. Теплая шквалистая погода предвесеннего сезона и суровые зимние холода оказываются отделенными друг от друга всего лишь несколькими сотнями километров. Пограничная поверхность, разделяющая обе воздушные массы, может располагаться или над центральными районами Франции, или над районом Эльбы. Может также случиться, что Центральная и Южная Европа окажется в одной и той же однородной воздушной массе. Это бывает, когда над Северной Европой формируется область повышенного давления. Под ее воздействием холодный континентальный воздух проникает через Ла-Манш в районы Средиземного моря, и Берлин, Белград, Париж оказываются в одной и той же воздушной массе. Поверхности раздела, отделяющие эту массу от тропического воздуха, лежат в этом случае над Северной Африкой и Атлантическим океаном.

Вертикальная протяженность различных воздушных масс различна. Тропические воздушные массы простираются до 10 км, тогда как массы холодного континентального воздуха — часто лишь на несколько километров. В этом случае над ними расположена другая воздушная масса. Это и является причиной значительных различий в температуре по высоте. Как уже говорилось, температура воздуха в среднем уменьшается на 0,65° через каждые 100 м высоты. Однако такое изменение наблюдается лишь в среднем. В морском полярном воздухе температура убывает с высотой почти на 1° на каждые 100 м на всем протяжении от земной поверхности до тропопаузы. Если же над Европой формируется область повышенного давления, то температура воздуха может возрастать с высотой вплоть до 1500 м и лишь с этого уровня будет убывать примерно на 0,5° на каждые 100 м высоты. Следовательно, термическая структура тропосферы изменяется и в пространстве, и во времени.

Другой особенностью тропосферы является содержание в ней водяного пара. В результате испарения с земной поверхности водяной пар поступает в атмосферу и переносится восходящими воздушными течениями в более высокие ее слои. Каждый объем воздуха, поднимающийся вверх, т. е. попадающий в слои с меньшим давлением, охлаждается. Если это охлаждение оказывается достаточно сильным, то водяной пар начинает конденсироваться и возникают облака. Большая часть облаков формируется в тропосфере. Лишь в нижней стратосфере от случая к случаю появляются тонкие ледяные облака. Облака нижнего яруса лежат в слое до 2500 м, облака среднего яруса — на высотах от 2500 до 6000 м, а выше располагаются облака верхнего яруса. Облака вертикального развития могут простираться до высоты 10 000 м.

Если не учитывать туманов, то самый нижний слой тропосферы большей частью бывает безоблачным. Это объясняется особенностями строения этого слоя. Поскольку нижняя и верхняя тропосфера значительно различается по физическим свойствам, то принято говерить о нижнем пограничном слое и лежащем над ним слое адвекции.

Существуют различные типы пограничного слоя, отличающиеся друг от друга характером изменения температуры с высотой. Чем медленнее уменьшается в этом слое температура по вертикали, тем больше он отличается по влагосодержанию, запыленности, скорости и направлению ветра от слоя адвекции.

Пограничный слой атмосферы выражен наиболее отчетливо в областях повышенного давления. Его верхняя граница, как правило, совпадает с основанием облаков нижнего яруса. На верхней границе пограничного слоя метеорологические элементы изменяются скачком и иногда даже ход их с высотой меняется на обратный. Поэтому данную часть пограничного слоя называют инверсионным слоем[16].

Строение пограничного слоя меняется и от дня ко дню, но при этом в нем всегда сохраняются определенные признаки, позволяющие отнести его к тому или иному типу. Рассмотрим основные типы пограничного слоя тропосферы.

При инверсионном типе температура воздуха от земной поверхности до высоты 1–2 км непрерывно возрастает. Такой тип пограничного слоя формируется преимущественно в областях высокого давления. При этом температура воздуха у поверхности земли может быть градусов на 10 ниже, чем на высоте 1000 м. Такой инверсионный тип пограничного слоя установился над Центральной Европой, в частности, в феврале 1959 г. На горе Брокен температура воздуха составляла 11°, а в долинах она была отрицательной. При таком вертикальном распределении температуры перемешивание воздуха пограничного слоя с воздухом лежащего над ним слоя адвекции затруднено. Следовательно, пыль, дым и водяной пар не могут проникать в более высокие слои атмосферы, а вблизи земной поверхности воздух обогащается этими примесями. Это особенно ощутимо в промышленных районах, где атмосфера исключительно сильно загрязняется. Образуются мгла и туман, которые осложняют работу всех видов транспорта. Зато выше пограничного слоя воздух становится очень чистым. Многим читателям, возможно, доводилось летать на самолете в густой мгле и удивляться тому, что через несколько минут после взлета в иллюминаторы врывался яркий солнечный свет, тогда как внизу все было затянуто непроглядной серой пеленой.