♾ Волны Россби в атмосфере

Каждый из нас на собственном опыте знает, что погода переменчива. Бывает так, что в одном регионе неделями стоит жара, а соседние – заливают дожди. Зимой холодный воздух из Арктики порой прорывается далеко на юг, а воздушные массы родом из тропиков летом достигают Заполярья. Почему так происходит?

Ответ — волны Россби. Это волны планетарного масштаба в земной атмосфере – гигантские изгибы воздушных потоков, которые опоясывают Землю в верхней тропосфере, проникая также в стратосферу. Они определяют погоду на целых континентах.

Названы они в честь Карла-Густава Россби — шведско-американского метеоролога, который первым описал это явление. Но необходимо заметить, что параллельно с ним данной тематикой в занималась Елена Блинова – советский учёный. Так что эти волны можно справедливо назвать волнами Россби–Блиновой. Впрочем, так как термин "волны Россби" особенно популярен на Западе, то ситуация с названием похожа на коллизию с названием одной известной теоремы, именуемой у нас теоремой Котельникова, а на Западе — Найквиста.

Что такое волны Россби?

Это крупномасштабные горизонтальные волны в атмосфере и океане, вызванные главным образом изменением силы Кориолиса с широтой. Из-за вращения Земли воздушные массы на разных широтах движутся с разной скоростью, что создаёт волнообразные движения, растягивающиеся на тысячи километров.

Стоит помнить, что сила Кориолиса в Северном полушарии направлена вправо под прямым углом к направлению движения воздушного потока, в Южном — влево.

На эти волны планетарного масштаба влияют и другие факторы: неравномерность нагревания подстилающей поверхности и многообразие форм рельефа. Таким образом, может меняться число таких волн, опоясывающих полушарие с запада на восток, а также амплитуда каждой из них. Чем больше амплитуда, тем интенсивнее воздухообмен между широтами. Отсюда — проникновение арктического воздуха далеко на юг и тропического — на север.

Также рассматриваемые волновые возмущения приводят к формированию объектов синоптического масштаба — циклонов и антициклонов, отвечающих за переменчивость погоды. Иногда процессы могут носить блокирующий характер. Например, преобладание антициклонической циркуляции на европейской части России летом 2010 года.

Волны Россби и струйные течения

Если взглянуть на карту струйных течений полушария, можно убедиться, что они имеют волнообразный рисунок. В одних местах они имеют интенсивный характер со скоростью потока в верхней тропосфере, сопоставимой со взлетающим реактивным самолётом, в других — затухают и имеют разрывы.

В целом, картина похожа на извилистые реки, наблюдаемые в ясную погоду с самолёта, но только гораздо больших — синоптических и планетарных масштабов.

Итак:

Струйное течение — перенос воздуха в верхней тропосфере и нижней стратосфере в виде узкого течения с большими скоростями, с осью вблизи тропопаузы.

Волны Россби — это изгибы, волны и меандры этого потока. Если струйное течение можно сравнить с рекой, то волны Россби — с её поворотами и излучинами.

Именно эти изгибы-возмущения определяют, куда поступит холодный воздух, а куда — тёплый. Слабые волны — преобладает зональный перенос масс воздуха, размашистые изгибы — меридиональный.

Влияние на погоду

Волны Россби формируют гребни и ложбины в струйных течениях, изгибая высотные фронтальные зоны.

■ Гребень (вершина изгиба направлена на север) приносит тёплую и сухую погоду.
■ Ложбина (вершина изгиба направлена на юг) открывает дорогу воздуху из Арктики, вызывает похолодания и осадки.

Перемещение волн Россби приводит к смене естественных синоптических периодов продолжительностью 5–7 суток, то есть – к изменениям режима погоды.

Крупные аномалии

С волнами Россби связывают многие катастрофические события последних десятилетий. Например, периоды экстремальной жары в Европе, наводнения в Пакистане (2010), Китае (2012) и Европе (2013) — всё это тоже результаты работы волн Россби, которые вызвали блокирующие процессы.

#эстетиканауки #волныроссби #циркуляция