Как образуются пассаты: общие сведения о ветровой циркуляции
Пассаты - удивительное явление природы, постоянные ветры, оказывающие огромное влияние на климат Земли. Давайте разберемся, откуда они берутся и как формируют глобальную циркуляцию воздушных масс.
Что такое пассаты и откуда они берутся
Пассаты - это ветры, дующие в тропических широтах от субтропических антициклонов к экватору. Они образуются из-за разницы атмосферного давления и нагрева поверхности. Воздух сильно нагревается у экватора, поднимается вверх и движется к полюсам. А в субтропиках происходит его опускание и формирование областей повышенного давления.
Так создается перепад давления и запускается движение воздушных масс от зон высокого давления субтропиков к зоне низкого давления у экватора. Это движение и называется пассатами. Их скорость может достигать 20-30 м/с.
Пассаты дуют на северном полушарии с северо-востока, а на южном - с юго-востока.
Основная область действия пассатов - между 30° с.ш. и 30° ю.ш. На экваторе из-за близости встречных потоков образуется зона штилей. А за 30° широты пассаты трансформируются в западные ветры.
Виды пассатов
Различают два основных вида пассатов:
- Северо-восточные пассаты - дуют от северо-востока к юго-западу в Северном полушарии
- Юго-восточные пассаты - дуют от юго-востока к северо-западу в Южном полушарии
По широтному распространению пассаты делятся на:
- Экваториальные пассаты - дуют непосредственно к экватору
- Тропические пассаты - дуют между тропиками и экваториальной зоной
Скорость и направление пассатов меняются в зависимости от времени года и географических особенностей. Летом они усиливаются и захватывают бо́льшую площадь.
Как пассаты влияют на климат Земли
Пассаты играют ключевую роль в формировании климата Земли. Вот основные направления их влияния:
- Распределение температуры и влажности в тропических широтах
- Формирование сухих ( как образуются пассаты ) и влажных климатических зон
- Образование муссонов в тропических регионах
- Возникновение и усиление тропических циклонов
Как образуются пассаты - об этом мы поговорим в следующем разделе. А сейчас давайте посмотрим, как они воздействуют на океан и морской климат.
Значение пассатов для Мирового океана
Благодаря постоянству и мощности пассаты оказывают сильное влияние на океан:
| Фактор | Воздействие пассатов |
| Поверхностные течения | Создают основные экваториальные течения в океане |
| Распределение температуры | Переносят теплые и холодные массы воды, влияя на термохалинную циркуляцию |
| Мореплавание и рыболовство | Определяют направление и интенсивность морских путей, косяков рыбы |
Как формируются пассаты
Итак, как образуются пассаты - давайте разберем подробнее.
Основной механизм формирования пассатов таков:
- Сильный нагрев воздуха происходит в экваториальной зоне из-за прямого падения солнечных лучей
- Нагретый воздух поднимается вверх, создавая область пониженного давления
- В субтропиках происходит охлаждение воздуха и его опускание, формируя высокое давление
- Возникает перепад давления между субтропиками и экватором
- Под действием градиента давления воздух начинает двигаться от зон высокого давления субтропиков к зоне низкого давления экватора
Это постоянное направленное движение воздушных масс между широтами 30° и экватором и называется пассатами. Благодаря вращению Земли пассаты отклоняются вправо в Северном полушарии (дуют с северо-востока) и влево в Южном полушарии (дуют с юго-востока).
Признаки ослабления пассатов
Хотя пассаты относительно стабильное явление, иногда происходит их временное ослабление. Это связано с рядом природных процессов.
Вот основные признаки ослабления пассатов:
- Скорость ветра снижается, перепад давления уменьшается
- Границы пассатов смещаются, они захватывают меньшую площадь
- Увеличивается периоды штилей и изменчивых направлений ветра
- В океане ослабевают поверхностные течения, меняется распределение температуры поверхности воды
Ослабление пассатов нарушает сложившийся климат и погодные условия в тропических широтах. Это может привести к засухам, наводнениям и разрушительным тропическим циклонам.
Южное колебание Эль-Ниньо и его влияние на пассаты
Одним из важнейших природных факторов, влияющих на интенсивность пассатов, является Южное колебание или Эль-Ниньо.
Это период аномального повышения температуры поверхности океана у западного побережья Южной Америки, связанный со слабением пассатов и изменением направления течений.
Во время Эль-Ниньо снижается скорость юго-восточного пассата и нарушается подача холодных вод Гумбольдтова течения. Теплые воды западного побережья смещаются на восток, что ведет к аномальному потеплению.
Прогнозирование изменений пассатов в условиях глобального потепления
В условиях изменения климата и повышения средней температуры Земли ожидаются и существенные изменения в пассатной циркуляции.
Согласно имеющимся на сегодня климатическим моделям, к концу XXI века возможны следующие изменения:
- Ослабление северо-восточного и юго-восточного пассатов
- Смещение экваториальной зоны конвергенции на север
- Уменьшение области пассатной циркуляции
- Увеличение скорости верхнего западного переноса воздушных масс
Эти изменения повлияют на распределение осадков, штормовую активность, экосистемы и сельское хозяйство во многих регионах тропических широт.
Меры по сохранению природной пассатной циркуляции
Чтобы минимизировать антропогенное влияние на пассаты и сохранить их естественную циркуляцию, необходим комплекс мер:
- Снижение выбросов парниковых газов для замедления глобального потепления
- Охрана и восстановление экваториальных лесов Амазонии и Конго
- Развитие возобновляемых источников энергии в тропических странах
- Мониторинг состояния океана и пассатной циркуляции с помощью спутников
Эти шаги помогут сохранить уникальный механизм формирования пассатов и их роль в глобальных климатических процессах.
Сценарии изменения пассатов в XXI веке
Ученые разработали несколько возможных сценариев того, как могут измениться пассаты к концу текущего столетия под влиянием глобального потепления и других факторов.
- Умеренный сценарий - ослабление пассатов на 10-15%, смещение зоны экваториальной конвергенции на север на 1-2 градуса широты
- Существенный сценарий - ослабление пассатов на 20-30%, сокращение площади пассатной циркуляции на 5-10%
- Экстремальный сценарий - резкое торможение пассатов, нарушение сложившихся воздушных потоков в тропиках, хаотичные штормы и ураганы
Наиболее вероятным признается умеренный сценарий, но при сохранении существующих тенденций изменения климата возможно развитие и по более драматическим путям.
Геоинженерные решения для сохранения пассатов
Кроме снижения выбросов парниковых газов, рассматриваются варианты активного технологического вмешательства для стабилизации пассатов.
Например, создание системы зеркал на орбите для отражения части солнечного света или распыление аэрозолей в стратосфере, чтобы повысить альбедо планеты. Такие решения могут компенсировать эффект глобального потепления и сохранить естественную циркуляцию пассатов.