Погода интересует всех - страница 15

Характерные типы строения нижнего слоя тропосферы.

а — инверсионный тип — отчетливо выражен сильно замутненный пограничный слой (туман); б — нормальный тип — пограничный слой еще есть, замутнение сосредоточено главным образом в области резкого скачка температуры; в — грозовой тип — пограничный слой разрушен, небольшое замутнение воздуха наблюдается лишь в самых нижних прослойках атмосферы.

В некоторых районах земного шара такой тип пограничного слоя наблюдается постоянно, например в области пассатов, а также на западном побережье Перу. В последнем случае соприкосновение теплого континентального воздуха с холодным Перуанским морским течением приводит к возникновению поверхности раздела на высоте около 300 м. При выхолаживании теплого воздуха над холодным морским течением образуется устойчивый туман, постоянно закрывающий побережье. Местное население, занимающееся рыбной ловлей, живет на побережье в вечном тумане, тогда как богатые иностранцы построили себе виллы на склонах прибрежных холмов. Они могут позволить себе роскошь дышать иным воздухом, хотя живут на таком расстоянии от рыбаков, что могут слышать их голоса.

Другим типом пограничного слоя является нормальный тип, устанавливающийся, в частности, после прорывов холодной воздушной массы в более южные широты. В этом случае температура воздуха уменьшается с высотой примерно на 0,6° на каждые 100 м. На высоте около 1200 м температура повышается на несколько градусов, а выше опять падает с высотой. Такое распределение температуры по вертикали способствует восходящему движению теплого воздуха вплоть до границы инверсии.

Теплый воздух, поднимающийся от нагретой земной поверхности, называют термином. Когда термин достаточно охлаждается, содержащийся в нем водяной пар становится насыщенным и начинает конденсироваться. Образуются невысокие облака с плоским основанием, называемые кучевыми облаками хорошей погоды. Положение вершин этих облаков указывает высоту нижней поверхности слоя инверсии, препятствующего дальнейшему росту облаков.

Вместе с нагретым воздухом поднимаются вверх и пылинки, которые также накапливаются под слоем инверсии. Таким образом, инверсия препятствует распространению в более высокие слои не только водяного пара, но и пыли. В противоположность инверсионному типу пограничного слоя, при нормальном типе концентрация пыли убывает с высотой. Под слоем же инверсии образуется хорошо заметный слой пыли.

Третьим типом пограничного слоя является шквалистый тип. В этом случае температура воздуха тоже непрерывно падает с высотой и только примерно на высоте 3 км незначительно повышается. Кучевые облака очень быстро растут вверх и превращаются в мощные облачные гряды. Основание кучевых облаков лежит на высоте всего 400–800 м, но их вершины достигают 5 км. В тропических широтах летчикам приходится обходить грозовые облака, вершины которых лежат даже на высоте 20 км.

Когда пограничный слой тропосферы полностью разрушается, мы говорим о грозовом состоянии атмосферы. В этом случае температура воздуха непрерывно убывает до верхней границы тропосферы, следствием чего является интенсивное перемешивание воздуха. Пылинки, вносимые в атмосферу воздушными вихрями, распределяются по всей ее толще, и во всех слоях атмосферы создаются благоприятные условия видимости.

Таким образом, в связи с тем что пограничный слой тропосферы может иметь самое различное строение, для успешного прогноза погоды необходимо иметь данные о вертикальном распределении температуры воздуха, и особенно в пограничном слое. Такие данные можно получить с помощью, например, метеорологических шаров-зондов или более современных приборов — радиозондов.

В слое адвекции, наоборот, резко выраженных поверхностей раздела между различными воздушными массами не существует, а контрасты температуры и влагосодержания воздуха постепенно сглаживаются. На высоте 5500 м атмосферное давление составляет всего 500 мб, т. е. половина всей массы атмосферы лежит ниже этого уровня. Поскольку плотность воздуха уменьшается с высотой, как и атмосферное давление, в слое адвекции движение воздуха более интенсивное, чем в пограничном слое. На больших высотах мы попадаем в слой атмосферы, в котором температура воздуха перестает уменьшаться с высотой и либо остается постоянной, либо возрастает. Это верхняя граница тропосферы, т. е. тропопауза. Она представляет собой своеобразный слой инверсии, опоясывающий весь земной шар. В зависимости от времени года, широты места и характера погоды тропопауза имеет температуру от —40 до —90°. Одна из особенностей тропопаузы заключается в том, что наиболее низкие температуры в ней отмечаются не над полярными, а над экваториальными районами, так как падение температуры с высотой продолжается здесь до гораздо больших высот.