Причини виникнення зимового азіатського антициклону - Синоптичні процеси Східного Сибіру
Характерною особливістю великомасштабних процесів на території Східного Сибіру - Далекого Сходу є формування взимку далекосхідної висотної улоговини, а влітку - далекосхідного висотного гребеня. Далекосхідна висотна улоговина орієнтована через Якутію на Охотське та Японське моря. Вона утворюється під впливом вихованого азіатського материка. Ізобаричні поверхні тут дуже знижені. Висотні улоговини, що переміщаються із заходу на схід, у міру наближення до узбережжя поглиблюються, причому швидкість їх поступово сповільнюється. Райони Далекого Сходу знаходяться під передньою та центральною частинами цієї сезонної улоговини, а Забайкалля та басейн Амура – під тиловою. При такому положенні далекосхідної висотної улоговини створюються сприятливі умови формування сибірського (азіатського) антициклону та на північний схід від Японського моря – алеутської депресії.
Над Східним Сибіром переважають антициклони, а над морськими районами Далекого Сходу розвиваються активні циклонічні процеси. Супроводжують цей процес сезонні синоптичні об'єкти: сибірський висотний і тихоокеанський висотний гребені. Протягом весни відбувається ослаблення далекосхідної висотної улоговини, а також зменшення інтенсивності ПВФЗ над Японією.
У літній період над тим самим районом формується далекосхідний висотний гребінь. Термічний вплив материка та океану на синоптичні процеси виявляється протилежним до зимового. Зональний процес відновлюється над Східним Сибіром, а над Далеким Сходом він певною мірою блокується. Такими є загальні сезонні особливості синоптичних процесів. У кожному конкретному випадку їх характер може істотно відрізнятися від середньосезонного.
Дослідження,виконані В. Л. Архангельським, показали, що у Східному Сибіру та на Далекому Сході можна виділити п'ять груп (типів) циклонів (рис. 2.1 а) та чотири групи (типу) антициклонів (рис. 2.1 б) [8]. Ґрунтовна типізація зимових синоптичних процесів далекосхідних морів дана Л. Р. Сонькіним [9].
Мал. 2.1- Траєкторії циклонів (а) та антициклонів (б) у Східному Сибіру та на Далекому Сході (за В. Л. Архангельським), а в зимовий період над далекосхідними морями (по Л. Р. С.). Сонькіну).
З циркуляційних чинників, що у формуванні цього центру дії атмосфери, найбільше значення мають такі процеси, сприяють накопиченню маси повітря Східного Сибіру й у Азії в холодну пору року:
1 північно-західні вторгнення;
2 вплив відрогів субтропічного (азорського) максимуму,
3 північні та північно-східні вторгнення;
4 винесення мас морського повітря в середній та верхній тропосфері з далекосхідних морів;
5 вплив стратосферного алеутського антициклону;
6 посилення зимового азіатського антициклону під впливом орографічних впливів.
Коротко охарактеризуємо участь кожного із цих факторів у формуванні зимового азіатського антициклону.
1. Основний арктичний фронт у сибірському секторі Арктики на початку осені в середньому знаходиться в районі південної частини Карського моря, півострова Таймир, південної частини моря Лаптєвих і далі на схід уздовж північних берегів Сибіру. В результаті циклонічної діяльності на цьому фронті тилові вторгнення у вигляді заключних антициклонів, сформованих в арктичному повітрі, переміщуються на південний схід, на територію Східного Сибіру.
При подальшому зростанні високого тиску від забайкальського та монгольськогомаксимуму починають зростати відроги: один поширюється на Казахстан, басейн Уралу, нижню Волгу і далі на захід, другий - на північний схід, на басейн Алдану і Східну Якутію і третій - на східні райони Китаю.
2. У літні місяці східним кордоном поширення відрогів азорського антициклону зазвичай є східноєвропейська гілка Полярного фронту. У середньому кліматологічному положенні цей фронт проходить від південно-західних районів України до північних районів Середнього Поволжя. У окремих реальних випадках фронт може займати більш східне становище, поширюючись до Нижнього Поволжя. Таким чином, у цей час року Нижнє Поволжя є природною межею впливу азорського антициклону.
У холодну пору року східноєвропейська гілка полярного фронту набуває більш подібного становища і зміщується в район Середземного моря. Північніше цього фронту здійснюється входження до південних районів європейської частини Укаїни (у тому числі в Нижньому Поволжі) відрогів та ядер субтропічного походження (від азорського антициклону). Одночасно зі сходу сюди поширюються відроги азійського антициклону. У районі Нижнього Поволжя і Уральського басейну ці дві системи взаємодіють: західний острог азіатського антициклону посилюється за рахунок злиття з відрогом азорського антициклону. При цьому західний відріг азіатського антициклону нерідко стає високою баричною освітою. Цей процес, посилення зимового азіатського антициклону може здійснюватися протягом усієї холодної пори року.
4. У зимові місяці над північними далекосхідними морями встановлюється сезонна область низького тиску із двома стійкими високими циклонами: над Охотським морем та Алеутською грядою. При циклонічній циркуляції в середній та верхній тропосферіповітря надходить на материк з боку моря і океану, становлячи хіба що компенсаційний перебіг, яке заповнює певною мірою стік повітря як зимового мусону з материка на океан більш південних широтах.
5. У помірні та субтропічні широти Східної Азії взимку у стратосфері здійснюється перенесення повітря з північної частини Тихого океану за допомогою алеутського стратосферного антициклону.
Формуванню настільки великої області високого тиску сприяє такий динамічний чинник, як збіжність двох висотних фронтальних зон над Монголією і Східним Сибіром. Перша і основна фронтальна зона на схід від Уралу спрямована з північного заходу на південний схід або з півночі на південь, а друга є гілкою основної субтропічної фронтальної зони і спрямована вздовж гірських хребтів із заходу на схід або з південного заходу на північний схід.
Ще в 1930-х роках. Е. С. Лір, досліджуючи особливості сезонної циркуляції повітря, виявила, що південна частина зимового антициклону має динамічне походження і що нормальний відтік з цієї області у вигляді пасатів не може здійснюватися через перешкоду, утворену високим плоскогір'ям і гірськими ланцюгами, розташованими на півдні материка. Тому у розвитку антициклону грає роль як момент динамічного стиску, а й скупчення повітря внаслідок механічного перешкоди.
6. У освіті зимового азіатського антициклону істотну роль грає орографічний чинник. Сильна порізаність рельєфу більшої частини Центральної та Північно-Східної Азії з великою кількістю негативних форм рельєфу сприяє накопиченню в них холодного повітря при інтенсивному радіаційному вихолоджуванні материка протягом усього холодного півріччя.
При антициклональній погоді у гірських районах Східного Сибіру та Далекого Сходу у великихдолинах і улоговинах, де зазвичай розташовані населені пункти, спостерігаються сильні інверсії приземного вихолоджування, що є кліматично закономірним явищем. Вертикальна потужність цих інверсій можна порівняти з відносною висотою навколишніх гір.
Вертикальні температурні інверсії бувають, головним чином, двох пологів: інверсії антициклонального стиску та інверсії приземного вихолоджування. Сам процес формування максимуму нерозривно пов'язані з процесами освіти цих інверсій. Зі зменшенням сонячної інсоляції та зі збільшенням нічного променевипускання земною поверхнею відбувається швидке вихолоджування останньої. Після охолодженням земної поверхні вихолоджуються і прилеглі шари повітря. Охолоджене повітря набуває більшої щільності і «осідає». Місце, що звільняється при «осіданні» охолодженого повітря, займається повітрям, що знаходилося до цього у вищих шарах тропосфери.
Характер освіти та кількісні величини температурних інверсій приземного вихолоджування у різних районах Східного Сибіру різні. У освіті інверсії цього важливу роль грає як негативна величина теплового балансу в зимовий (і особливо у нічний) час, а й рельєф місцевості. Рельєф Східного Сибіру, особливо Забайкалля, має надзвичайно складний характер: тут спостерігається чергування високих гірських плато і ланцюгів з глибокими річковими і озерними долинами. У нічний час шари повітря, що прилягають до земної поверхні, швидко вихолоджуються і охолоджене повітря «стікає» в улоговини та долини. Таким чином, у кожній низині та долині до ранку накопичується багато холодного повітря, над яким на рівнях більш менш вільної циркуляції повітряних потоків температура повітря значно вище.
У центральнихрайонах Забайкалля загальне підвищення температури в шарах приземних інверсій нерідко досягає 12 - 16 ° С, а в північних районах Забайкалля і в Якутії воно досягає навіть 20 ° С і більше. Ось чому Східний Сибір, зокрема Забайкалля і Якутію, у метеорологічній літературі нерідко називають краєм класичних інверсій температури [10].