Рельєф атмосфери
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Існують особливі карти, на яких зображено рельєф атмосфери: повітряні вершини і «гірські хребти», повітряні рівнини і западини. Це області високого і низького тиску – циклони й антициклони.
Ці повітряні гори, долини і низовини у багато тисяч разів більш рухливі і мінливі, ніж гори, долини і низовини на земній кулі, зміни яких стають помітними тільки протягом геологічних періодів. Масштаб часу процесів в атмосфері нескінченно малий у порівнянні з масштабом часу процесів, що спостерігаються в літосфері, тобто у твердій корі Землі. Тому важко помітити аналогію між процесами, що відбуваються в атмосфері та літосфері. Тим часом така аналогія існує. Хорошим підтвердженням її існування може служити наступне.
Якщо підрахувати середній тиск за багато років для кожної паралелі земної кулі і середню висоту поверхні Землі уздовж кожної паралелі, виявиться цікава закономірність. Уздовж 30-40-х широт на північ і південь від екватора розташовані субтропічні зони високого тиску. Тут же проходить зона найбільш високих гірських хребтів з найвищими вершинами. Уздовж 60-х широт розташовані області низького атмосферного тиску. Цим широтам відповідають на суші низовини, а в океанах – глибинні западини.
Екваторіальній зоні низького атмосферного тиску відповідає мала кількість суші та значні океанічні глибини. Причина цих дивних на перший погляд збігів полягає в існуванні єдиної сили, що одночасно діє на літосферу, гідросферу (водну оболонку) і атмосферу Землі. Виникає вона, як показав російський вчений М. В. Стовас, в результаті обертання Землі навколо своєї осі. Швидкість обертання Землі навколо своєї осі не залишається постійною: вона має вікові, сезонні і стрибкоподібні зміни, звичайно, дуже невеликі. Проте їх значення, як показують розрахунки, дуже велике.
Таким чином, обертання Землі навколо своєї осі є причиною не тільки зміни дня і ночі, а й визначає ряд істотних геологічних і метеорологічних закономірностей.
У результаті обертання навколо своєї осі земна куля дещо стискається і наближається за формою до еліпсоїда. При збільшенні швидкості обертання Землі стиск збільшується, тобто відбувається зменшення полярного радіусу і збільшення екваторіального радіусу. У цей час паралелі в екваторіальній зоні прагнуть розтягнутися, а паралелі полярних областей – скоротитися. При уповільненні ж обертання Землі паралелі в полярних областях, навпаки, подовжуються, а екваторіальні – скорочуються.
Розрахунки показали, що при найбільших розтягненнях екватора – на широті 62 градусів спостерігаються максимальні стиснення, а при найбільшому стисканні екватора – максимальні розтягування. Довжина ж паралелі на широті 35 градусів при змінах швидкості обертання Землі залишається незмінною. Таким чином, екватор, 35-я і 62-я паралелі є особливими, або, як прийнято їх називати, – критичними. Їм-то і відповідають характерні рельєфи земної поверхні, дна океану і, як тепер з’ясувалося, атмосферних тисків.
Таким чином, напрошується висновок, що загальна циркуляція атмосфери залежить не тільки від сезонних коливань припливу сонячного тепла, а й від сил, що викликаються нерівномірним обертанням нашої планети.
Автор: Р. Ф. Усманов.