Cyrkulacja Odwrotna Pasatowa: Definicja i Charakterystyka
- Szczegóły
Cyrkulacja atmosferyczna to złożony system ruchów powietrza, który ma zasadniczy wpływ na klimat naszej planety. Jednym z kluczowych elementów tego systemu jest cyrkulacja pasatowa, obejmująca stałe wiatry wiejące w strefie międzyzwrotnikowej. Warto zrozumieć mechanizmy, które nią rządzą, aby lepiej pojmować globalne procesy pogodowe.
Podstawowy Układ Baryczny w Strefie Międzyzwrotnikowej
Podstawowy układ sytuacji barycznej, jaki panuje w strefie międzyzwrotnikowej na Oceanie Atlantyckim, we wschodniej i środkowej części Oceanu Spokojnego oraz leżącej na południe od równika części Oceanu Indyjskiego określa z jednej strony istnienie stacjonarnych wyżów subtropikalnych (podzwrotnikowych), z drugiej - strefy obniżonego ciśnienia, położonej pomiędzy wyżami subtropikalnymi leżącymi na obu półkulach.
Istnienie stacjonarnych wyżów subtropikalnych związane jest z osiadaniem w rejonie szerokości od 35 do 25° powietrza z górnych warstw troposfery. Zstępujące powietrze ogrzewa się adiabatycznie, w związku z czym masy powietrza tworzące środkowe części tych wyżów są gorące i bardzo suche. Zwróć uwagę na panujące cisze i słabe wiatry (<5 m/s) w centralnej części wyżu.
Brak opadów i silna insolacja, zwiększająca poprzez silne parowanie deficyt wody w tej strefie (25-35°), powodują, że na obszarach lądowych leżących w tych szerokościach występują obszary pustyń i półpustyń. Silna insolacja wywołuje również, w warunkach dużej suchości podłoża (brak strat ciepła na parowanie), bardzo silne nagrzewanie się powierzchni gruntu.
Ciepło to, poprzez wymianę turbulencyjną, jest przekazywane do atmosfery, co sprawia, że temperatura powietrza jeszcze bardziej tu wzrasta, a wilgotność względna - maleje. Brak zwartej pokrywy roślinnej i silna turbulencja powodują, że do powietrza dostają się duże ilości pyłów z nie pokrytej roślinnością powierzchni gruntu, przez co zmniejsza się przezroczystość powietrza.
Przeczytaj także: El Niño: Definicja i przyczyny
Wiatry Pasatowe
Powietrze wychodzące z układu antycyklonalnego po dorównikowej jego stronie przemieszcza się w polu tego gradientu ku równikowej strefie obniżonego ciśnienia stopniowo przyspieszając. Jednocześnie pod wpływem działania siły Coriolisa tor jego ruchu stopniowo odchyla się ku zachodowi, dając na półkuli północnej wiatr o przeważającej składowej kierunku północno-wschodniej do wschodniej, na półkuli południowej zaś wiatr o dominującym kierunku południowo-wschodnim do wschodniego.
W efekcie, pomiędzy dorównikowymi strefami peryferycznymi antycyklonów subtropikalnych a równikową strefą obniżonego ciśnienia wytwarza się układ stałych wiatrów. Wiatry te mają względnie stały kierunek (dominujące zbliżone do NE-ENE i SE-ESE) i prędkości (mieszczące się najczęściej w granicach od 3 do 10 m/s, to jest 6-20 węzłów) Wiatry te noszą nazwę pasatów.
Powyżej warstwy tarcia, w dolnej troposferze, panuje ruch powietrza zbliżony do geostroficznego. Oprócz zwiększonej prędkości w stosunku do wiatru przywodnego zmienia się również ich kierunek - biegną równolegle do izobar (izohips) - stąd na obu półkulach dominują wiatry z kierunków wschodnich.
Przemieszczające się nad powierzchnią oceanów, wychodzące z wyżów subtropikalnych powietrze pasatów ulega stopniowej transformacji. Początkowo suche, wraz z przebytą nad oceanem drogą wchłania coraz to więcej pary wodnej, stając się coraz to bardziej zasobne w wilgoć. Wobec nieograniczonych zasobów wody w oceanie proces wzbogacania tego powietrza w parę wodną jest bardzo szybki i po osiągnięciu wilgotności względnej bliskiej 70-75% powietrze to staje się typową masą Powietrza Zwrotnikowego morskiego (PZm); ciepłego, wilgotnego, o dobrej na ogół przezroczystości.
Zmiany powietrza pasatowego zależą jednak od zmiany temperatury podłoża, którym tutaj są wody oceaniczne. Wraz z przechodzeniem nad coraz to cieplejszą wodę powietrze pasatowe staje się również coraz cieplejsze i coraz bardziej wilgotne.
Przeczytaj także: Retencja Wody w Lodowcach i Śniegu
Inwersja Pasatowa
W dolnej, przywodnej warstwie powietrza wychodzącego z wyżów subtropikalnych, jak już wspomniano, istnieje warstwa inwersyjna. Trwałość tej warstwy jest bardzo duża. Wraz z przemieszczającymi się masami powietrza w strefie pasatów przemieszcza się również i ta warstwa, zwana dalej warstwą inwersji pasatowej.
Jej górną granicę wyznacza załamanie krzywej temperatury, konkretnie załom, na którym wraz ze wzrostem wysokości temperatura przestaje rosnąć a zaczyna ponownie spadać. Wysokość górnej granicy inwersji pasatowej w pobliżu granic antycyklonów jest stosunkowo mała. Na Atlantyku na przykład minimalna wysokość inwersji pasatowej (w ujęciu klimatycznym, czyli średnim wieloletnim) jest niższa od około 400-500 m (na N od równika, w rejonie określonym współrzędnymi 19°N, 020°W, na S od równika - około 20°S, 011°E), podobnie nisko leży poziom inwersji przy wybrzeżach Kalifornii na Pacyfiku.
Stopniowe ogrzewanie się powietrza od dołu wykształca w dolnej warstwie powietrza inwersji pasatowej normalny układ termiczny, to jest spadek temperatury wraz z wysokością. Powoduje to podnoszenie się warstwy inwersji pasatowej proporcjonalnie do zwiększania grubości warstwy ogrzanego nad wodą powietrza.
Jednocześnie wraz z ogrzewaniem się tego przywodnego powietrza rośnie, wobec silnego parowania z powierzchni oceanu również i jego wilgotność względna. W wyniku współdziałania obu tych procesów rośnie stopniowo chwiejność mas powietrza pasatowego, czyli zdolność do rozwijania się w nim ruchów pionowych.
Wzrost chwiejności, powodujący wzrost konwekcji w warstwie przywodnej, wymusza z kolei przenoszenie ciepła do wyższych poziomów warstwy pod inwersją pasatową a tym samym przyspiesza podnoszenie się poziomu inwersji pasatowej.
Przeczytaj także: Sterowniki i usterki ASUS K52J
Międzyzwrotnikowa Strefa Zbieżności (MSZ, ITCZ)
Ze względu na to, że w tej strefie (nad pasem najwyższych temperatur powierzchni oceanu) następuje nad oceanami zbieżność pasatów, jest ona nazywana również międzyzwrotnikową strefą zbieżności lub międzyzwrotnikową strefą konwergencji. Niekiedy w literaturze, zwłaszcza starszej, można też natknąć się też na określenie "równikowa strefa konwergencji", co sugeruje, że położona jest ona na równiku, lecz sugestia taka prawdziwa jest tylko dwa razy w roku.
Obecnie najczęściej stosuje nazwę "międzyzwrotnikowa strefa zbieżności" i jej pisany zawsze dużymi literami skrót - MSZ, angielski ITCZ - Intertropical Convergence Zone. W MSZ brak jest jakichś stałych wartości gradientu barycznego, przeważnie gradienty są tam znikomo małe, stąd obserwuje się tam występowanie wiatrów słabych, zmiennych oraz dużego odsetka cisz. Nieokresowo występują tam silne, porywiste wiatry (szkwały) związane z funkcjonowaniem burz tropikalnych.
Szerokość MSZ jest zmienna. Zmienność ta ma charakter regionalny i charakter sezonowy. Na ogół szerokość MSZ wynosi od 1 do 3.5° (na kole wielkim, szerokości geograficznej). Praktycznie MSZ tworzy dwie podstrefy zbieżności pasatów, z których w jednej zbiegają się pasaty półkuli północnej, w drugiej zaś południowej. W takich sytuacjach, w środku MSZ, między oboma strefami zbieżności pasatów, występują dość silne, niemal stałe wiatry zachodnie. Taki układ budowy MSZ jest typowy dla znacznych części Oceanu Spokojnego i okresowo Oceanu Indyjskiego.
Czynniki wpływające na temperaturę powietrza
Temperatura powietrza to kluczowy element klimatu, który wpływa na nasze codzienne życie. Temperatura powietrza zmienia się pod wpływem kilku ważnych czynników. Wysokość nad poziomem morza powoduje spadek temperatury o około 0,6% co 100 metrów. Odległość od mórz i oceanów również silnie wpływa na temperaturę. Obszary położone bliżej dużych zbiorników wodnych mają bardziej łagodny klimat. Nie możemy zapomnieć o szerokości geograficznej - im dalej od równika, tym generalnie chłodniej. Na naszej planecie występuje wyraźna strefowość termiczna, która odpowiada strefom oświetlenia Ziemi. Najwyższa temperatura w lipcu występuje w pobliżu zwrotnika Raka (półkula północna), a w styczniu przy zwrotniku Koziorożca (półkula południna). Wartości temperatury na Ziemi nie są stałe - zmieniają się wraz z porami roku, przesuwając się na północ latem i na południe zimą (z perspektywy półkuli północnej).
tags: #cyrkulacja #odwrotna #pasatowa #definicja
