Идеи такого подхода были развиты далее во второй половине ХХ века Б.Л. Дзердеевским, который на основе анализа богатого эмпирического материала в виде метеокарт вышел на более высокий уровень обобщения и ввел понятие элементарного циркуляционного механизма (ЭЦМ), представляющего собой «целостный макропроцесс, протекающий одновременно в атмосфере всего Северного полушария» [60]. Один механизм сменяется другим скачкообразно, и такая смена связана с изменением интенсивности ведущих барических образований в данный момент на полушарии. При этом определить конкретный район, ответственный за такую перестройку, чрезвычайно сложно, если вообще возможно. Анализ метеокарт позволяет выделить 13 основных типов ЭЦМ, хотя для многих типов имеются менее значимые разновидности. Если подняться на более высокий уровень обобщения, то все типы и разновидности распадаются всего на два класса основных форм циркуляции атмосферы – зональную и меридиональную.
Отличительная особенность предлагаемого подхода заключается в том, что ЭЦМ – макропроцесс более общий, чем синоптический, и, как уже отмечалось, характеризуется во много раз большими пространственными масштабами. При этом время действия отдельного ЭЦМ близко по продолжительности к процессам синоптического масштаба (1-10 дней), но не обязательно равно им: возможно заполнение отдельных циклонов и антициклонов до окончания действия порождающего их циркуляционного механизма, а возможно и сохранение их при замене одного ЭЦМ другим.
Отдельные типы ЭЦМ различаются областями с циклоническими и антициклоническими центрами на полушарии. Изменение расположения этих областей свидетельствует о смене одного циркуляционного механизма другим.
Оказывается, что изменение продолжительности отдельных механизмов или последовательности смены механизмов может служить характеристикой изменчивости климата. При этом, коль скоро сами ЭЦМ определяют характер циркуляции на всем полушарии, так же и изменения климата в результате нарушения порядка чередования отдельных механизмов характерны для всего полушария в целом. Очевидно, что подобная эмпирическая теория имеет много общего с представлением о волновых возмущениях чисто зонального течения.
[1] Причинами суточного хода давления являются: суточный ход температуры воздуха, собственные упругие колебания атмосферы, возбуждаемые суточными колебаниями температуры, приливные волны в атмосфере, усиливаемые резонансом с собственными колебаниями атмосферы.
[2] David Brunt (1886-1965) - английский метеоролог. В 1942-1944 гг. являлся президентом Королевского метеорологического общества. Vilho Vaisala (1889-1969) - финский физик, создатель первых радиозондов.
[3] Если бы при переходе через границу существовал скачок давления, образовывалась бы ударная волна, распространяющаяся со скоростью звука. Очевидно, это не то явление, которое обсуждается в данном разделе. Точно также, в случае разрыва нормальной составляющей скорости на границе образовывалась бы зона уплотнения или разрежения воздуха. Очевидно, такая ситуация не может существовать длительное время, как это характерно для границы соприкосновения двух различных воздушных масс.
Сформулированные выше условия отсутствия разрыва давления и нормальной составляющей скорости справедливы и для любой другой поверхности, рассекающей воздушную массу. Поэтому не эти условия являются признаком границы раздела, а условия наличия разрывов других метеорологических элементов. Это станет очевидным при дальнейшем рассмотрении.
[4] Приведенное уравнение является уравнением поверхности раздела, только когда заданы разные значения градиента давления по обе стороны поверхности. Иначе все множители при dx,dy,dz равны нулю, и уравнению удовлетворяет любая поверхность.
[5] Если поля давления по обе стороны поверхности раздела совпадают, получаем неопределенность 0/0, откуда следует, что угол наклона может принимать любые значения. Это характерно для произвольной поверхности в пределах одной воздушной массы. Определенное значение угла наклона получается только тогда, когда производные, входящие в (17.1), не равны друг другу. А это возможно, только если температуры по обе стороны различаются, то есть, когда поверхность действительно разделяет две разные воздушные массы.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.