Формирующиеся там холодные воздушные массы и движутся на юг. Можно отметить, что антициклоны располагаются в основном над земной поверхностью выше 60° северной широты, и холодный воздух распространяется на юг. Это объясняется тем, что земля остывает быстрее, чем вода, и над ней более холодный воздух. Отметим, что холодные фронты, пересекающие Европу, часто бывают back door фронтами. Такая же карта может быть нарисована для южного полушария (рис. 57), но недостаток суши приводит к более равномерному перемещению масс холодного воздуха и более регулярному по времени.
Рис. 57. Антарктические воздушные массы
Пояс антициклонов также размещается выше и ниже экватора в районе 40-х параллелей. Здесь антициклоны располагаются над водной поверхностью, потому что в тропиках океан холоднее суши, особенно летом. Тропические антициклоны — это основные системы, противостоящие продвижению в тропики полярных холодных фронтов, они посылают летом теплые фронты в умеренные широты. Рисунки 40 и 43 могут помочь вам представить себе, где появляются антициклоны.
БАРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ
Теперь, когда мы разобрались с антициклонами, образующимися при повышенном давлении от поступающего сверху воздуха, нетрудно догадаться, что возникают кроме этого и барические системы с пониженным давлением у поверхности, при движении воздуха вверх. Понять это мы можем, нарисовав основную циркуляцию на высоте, скажем 6000 м, как показано на рисунке 58. Здесь мы видим северный полюс и основные высотные ветры.
Рис. 58. Верхний уровень циркуляции
В отличие от того, что у поверхности воздух движется в западном направлении и это течение в тропосфере достигает экваториальных областей, в верхних слоях атмосферы течение воздуха направлено на восток в обоих полусферах и называют это circmnpolar westerlies (подробнее об этом будет ниже). Эти западные ветры не текут аккуратно по кругу, а волнообразно, подстраиваясь под барические системы.
Теперь посмотрим на рисунок и представим Землю вращающимся диском. Так объект, вращающийся с диском и движущийся от центра имеет тенденцию замедлять движение (ученые называют это сохранением угловой скорости вращения). Когда он движется к центру, то имеет тенденцию ускоряться. Вы можете испытать это самостоятельно на детской площадке, на карусели, двигаясь от центра или к нему. Вы будете испытывать силу, уменьшающую или увеличивающую вашу скорость вращения. Вращаясь, фигурист с этой целью притягивает или разводит руки. Поток воздуха ведет себя так же. Когда он движется на юг, все дальше от оси вращения Земли, он замедляется и наоборот. Посмотрим снова на рисунок и мысленно начнем двигаться с воздухом от точки А. Движение его замедляется до минимума в точке С. Продолжая движение дальше, воздух поворачивает ближе к полюсу и увеличивает скорость до максимальной в точке Е. Фактически, чем ближе поток к полису, тем больше его скорость и наоборот.
Посмотрим, что происходит в точках В и D. Разберем такой пример: если вы ведете автомобиль по очень узкой загруженной полосе на широкой автостраде и автомобиль, идущий впереди, вдруг тормозит, то же приходится делать вам и всем водителям за вами. В результате, за первым автомобилем создается более плотная, с меньшими интервалами колонна. Примерно тоже происходит с молекулами, движущимися волнообразно вокруг Земли. Когда часть воздуха тормозится, следующий за ней воздух наталкивается на нее, увеличивая давление. Анализируя рисунок 58, можно сделать вывод, что воздух в точке В сдавливается, а в точке D разрежается.
Сдавливание воздуха в точке В называется конвергенцией. Этот эффект в верхних слоях приводит к увеличению давления у поверхности или к образованию гребней высокого давления.
Разрежение воздуха в точке D называется дивергенцией. Результатом этого разрежения является пониженное давление на поверхности под точкой D. Теперь мы видим, что основной причиной зон низкого давления на земной поверхности является особенность течения воздуха в верхних слоях. В дополнение можно привести аналогичное объяснение зон высокого давления.
Холодные фронты на поверхности имеют тенденцию изгибаться и вытягиваться под волной сверху. По показаниям нашего барометра или высотомера мы можем констатировать понижение или повышение давления.