Распределение температуры с высотой в тропосфере и стратосфере

 

Мы встречаемся в атмосфере как с падением, так и с ро­стом температуры по вертикали. В нижней части атмосферы — в тропосфере — возможно и то, и другое. Однако падение тем­пературы с высотой в тропосфере преобладает, и в среднем вертикальный градиент температуры в тропосфере 0, 5—0, 6° 1100 м. При этом в нижних 4 км он ближе к 0, 5°/100 м, а в полярных областях и зимой в средних широтах даже уменьшается до 0, 1— 0, 4°/100 м. В верхней части тропосферы он возрастает до 0, 7— 0, 8°/100 м.

Затем обнаруживается переходный слой тропопаузы, где вертикальный градиент убывает до 0, 1—0, 2°/100 м. В высоких широтах тропопауза лежит (в среднем) на высоте 8—10 км, в средних широтах — на высоте 10—12 км, а вблизи экватора — выше 16 км.

Еще выше, над тропопаузой, мы переходим к стратосфере, где падение температуры с высотой сменяется повышением; вер­тикальные градиенты температуры здесь отрицательны, однако малы по абсолютной величине. В первом приближении нижнюю стратосферу можно считать даже изотермическим слоем, в ко­тором температура с высотой не меняется.

Высота тропопаузы в средних и высоких широтах меняется в годовом ходе. Так, в Ленинграде тропопауза в среднем начи­нается летом на высоте 10, 7 км, а зимой — на высоте 9, 6 км.

В Антарктике максимум высоты тропопаузы — зимой, а в Арктике кроме летнего максимума высоты, есть еще вторичный, зимний мак­симум.

Вследствие того что тропосфер­ное падение температуры в тропи­ках распространяется до больших высот, температура на уровне тро­попаузы и над ним в тропиках очень низка: круглый год от -70 до -80°, а в отдельных случаях ниже -90°. В умеренных широтах температура нижней стратосферы значительно выше (порядка -55°) и с небольшим годовым ходом. Например, в Ленинграде на уровне тропопаузы летом в среднем -48°, а зимой -57°.

Среднее распределение температуры воздуха с высо­той над экватором (1), под 30° с. ш. (2) и под 60° с. ш. (3)

В полярных областях температура тропопаузы летом еще выше, чем в умеренных широтах, особенно в Арктике (-45°). Над тропопаузой, в нижней стратосфере, она, повышается даже до -35° как в Арктике, так и в Антарктике. Это значит, что летом полярная стратосфера много теплее, чем стратосфера тро­пическая. Но зимой тропопауза над Арктикой имеет температуру порядка -60° и над Антарктикой около —70°. В нижней страто­сфере температура еще ниже: до -70° в Арктике и до -80° (а в отдельных случаях до -90°) в Антарктике.

Это значит, что зимой стратосфера над полярными областями почти так же холодна, как и над тропиками.

Итак, в тропиках стратосфера холодна круглый год, в поляр­ных областях — только зимой.

Среднее рас­пределение температу­ры воздуха в северном полушарии в январе и в июле

 

Высота тропопаузы и температура на уровне тропопаузы и в нижней стратосфере меняются не только в годовом ходе, но и день ото дня. Иногда за сутки высота тропопаузы меняется на 3 км или больше, а температура на уровне тропопаузы — на 10— 20°. Эти изменения высоты и температуры тропопаузы связаны с прохождением областей низкого и высокого атмосферного дав­ления — циклонов и антициклонов. В циклонах тропопауза сни­жается и температура ее повышается; в антициклонах она при­поднимается, а температура ее понижается.

Распределение температуры внутри самого слоя тропопаузы может представлять собой непрерывный переход от положитель­ных тропосферных градиентов температуры к отрицательным стратосферным. Но в других случаях в слое тропопаузы может наблюдаться резкая инверсия температуры, т. е. скачкообразный рост температуры с высотой. Над тропопаузой, в стратосфере, температура обычно растет, как об этом сказано выше; однако, не всегда. Если тропопауза низко опущена и температура на ее уровне высока (как бывает в глубоких циклонах), то и в страто­сфере продолжается падение температуры, хотя и медленное в сравнении с тропосферным.

Бывает, что в высоких широтах Арктики и Антарктики зимой тропопаузу нельзя обнаружить вовсе: тропосферное падение тем­пературы постепенно переходит в замедленное стратосферное па­дение, продолжающееся до больших высот.

Нередко над одним и тем же местом в одно и то же время наблюдаются две тропопаузы или более, одна над другой. Выше говорилось, что тропопауза не есть непрерывная поверхность, охватывающая весь Земной шар, и что в субтропических широ­тах постоянно обнаруживаются разрывы тропопаузы. При этом над одним и тем же пунктом может одновременно наблюдаться низкая полярная и высокая тропическая тропопауза. Но также и в более высоких широтах тропопауза часто размывается и воз­никает на новом уровне в связи с динамическими процессами в атмосфере. При этом над отдельными участками земной поверхности также может наблюдаться двойная или многослой­ная тропопауза.

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: