Основы криогенеза литосферы - Романовский Н.Н.
ISBN 5—211—02379—X
Скачать (прямая ссылка):
Большое влияние на формирование температур поверхности Земли и приземных слоев воздуха оказывают циркуляционные процессы в атмосфере. Все области нашей планеты постоянно обмениваются энергией в результате горизонтального теплопереноса, обусловленного существованием го
28
ризонтальных градиентов температур и давлений воздуха. Радиационное нагревание земной поверхности неодинаково по широте, поэтому существует меридиональный градиент температуры между экваториальными и полярными зонами, это обусловливает меридиональный тепло- и воздухообмен. В. Т. Бало-баев утверждает, что одни радиационные источники тепла не могут сбалансировать существующее тепловое состояние системы земная поверхность — атмосфера в высоких широтах-Такой баланс имеет, место только в субтропиках. Поэтому существует постоянный значительный приток тепла из тропиков и субтропиков в умеренные и высокие широты, занятые крио-литозоной, называемый меридиональным теплопереносом. Основная часть энергии транспортируется в виде энтальпии и скрытой теплоты испарения—конденсации (массопереноса).
Теплоперенос с юга на север осуществляется не в виде непрерывного воздушного потока, а в виде циркуляционных ячей — вихрей (рис. II.2). В северном полушарии существуют
Рис. IL2. Схема глобальной циркуляции, поясов низкого (H) и высокого {B) давления и направления господствующих ветров (по В. Т. Балобаеву, 1988)
три замкнутые циркуляционные системы вихрей: полярная* умеренных широт и тропическая. В системе вихрей умеренных широт циркуляция в тропосфере направлена с юга на север, а в верхней атмосфере — с севера на юг. В полярной и тропической системах существует обратное направление циркуляции. Границы систем вихрей проходят над 30—35 и 60—70* с.ш. На стыках вихрей в полосе 60—70° с.ш. развит восходящий поток воздуха. Поэтому здесь находится глобальная область пониженного давления. Здесь подъем влажного воздуха сопровождается конденсацией, повышенными осадками и сильным увлажнением поверхности и приповерхностных горизонтов Земли. К этой полосе приурочены Исландский и Алеутский
29
барические минимумы, играющие большую роль в климате и формировании погод северного полушария. На 30—35° с. ш. вихревой поток направлен вниз, что вызывает существование глобальной области повышенного давления. Опускающийся холодный воздух нагревается и осушается. Поэтому с указанными широтами связана полоса пустынь.
Указанные процессы вызывают в зонах арктической (70— '90° с.ш.) и тропической (0—35° с. ш.) циркуляции господство восточного переноса, когда преобладают ветры, дующие с востока на запад или с северо-востока на юго-запад. В умеренной зоне господствует западный перенос с ветрами, дующими с запада на восток или с юго-запада на северо-восток. Скорости ветрового переноса меняются по сезонам года. Зимой, когда градиенты температур между экватором и полюсами увеличиваются, возрастают скорости ветров и меридиональный перенос тепла. Сезонные различия приходящей солнечной радиации обусловливают смещение планетарных зон давления и циркуляции летом к полюсу, а зимой к экватору.
Криолитозона северного полушария находится преимущественно в пределах арктической и умеренной глобальных циркулярных зон. На севере криолитозоны (севернее 65° с.ш.) превалирует восточный, а южнее — западный перенос. Последний вызывает глубокое проникновение на Евроазиатский континент влагонесущих воздушных масс, формирующихся над Атлантическим океаном. Они достигают обращенных на запад склонов горных сооружений Верхоянья и Байкальской горной области, вызывая здесь повышенное выпадение атмосферных осадков.
Зимой в высоких широтах происходит большая потеря тепла за счет излучения с поверхности Земли. Существенно, что она компенсируется привносом тепла из южных широт. На рис. П.З представлены среднесуточные величины составляю1 щих теплового баланса системы Земля—атмосфера зимой и летом. Величина переноса тепла горизонтальными потоками в атмосфере и океанах значительна, причем она существенно увеличивается зимой. При формировании tn криолитозоны в целом горизонтальной меридиональный теплоперенос играет важную роль. Его учет необходим для понимания зональных закономерностей распределения этих температур и их сектори-альных особенностей в крупных регионах северного полушария. Количество тепла, поступающего за счет меридионального переноса, неодинаково в разных регионах Евразии и Северной Америки. Это обусловлено особенностями мегарельефа Земли, в первую очередь отсутствием или наличием горных сооружений, препятствующих поступлению тепла из экваториальной области в высокие широты. Различия в меридиональном тепло-переносе влияют на особенности климата и криолитозоны, являясь одним из факторов, обусловливающих так называемые секториальные различия геокриологических условий крупных регионов "(II.2). Следует подчеркнуть, что на районном и мест
30
А
/еал/см*сул7
JOO
~зоо-
Рис. 11.3. Среднесуточные величины составляющих теплового баланса системы Земля — атмосфера зимой (А) и
летом (Б) (по Г. Н. Витвицкому,' 1986): 1 — радиационный баланс; 2 — теплосодержание гидросферы; 3 — теплота фазовых превращений воды; 4 — перенос тепла горизонтальными потоками в атмосфере и океанах (1 кал/см2-сут=0,48 Вт/м2)
