Колебания атмосферного давления

Колебания атмосферного давления

Уже давно были сделаны попытки установить связь между космическими феноменами и колебаниями атмосферного давления. Так, например, в 1895 г. Тарригу-Лагранж представил в Парижскую Академию наук работу, в которой делалась попытка установить соотношение между колебаниями барометра и положением Солнца и Луны. Значительный интерес представляет влияние колебаний в солнечной деятельности на давление воздуха, так как этот элемент отличается наибольшей чувствительностью к общим изменениям в состоянии атмосферы, и тесным образом связан с динамикой воздушных масс.

Броун, исследуя колебания барометрического давления в Индии, нашел, что давление претерпевает колебания, обратные колебаниям солнечных пятен. Арчибальд доказал, что в Петербурге атмосферное давление хорошо согласуется с ходом солнечных пятен. Затем тот же вопрос был поднят Локьерами 1900 г. Они нашли, что в Индии колебания давления обнаруживают период в 3,7 года и что давление в Южной Америке идет обратно давлению в Индии. При этом они установили, что колебания, давления в Индии и Южной Америке в продолжение длинного ряда лет находятся в известном соотношении с колебаниями солнечных пятен, а затем в течение нескольких лет начинают изменяться в обратном направлении. Действительно, влияние солнцедеятельности на давление воздуха должно было бы сказаться сильнее всего в тропическом поясе. Этот пояс представляет наибольший интерес, потому что в тропиках солнечная энергия со всеми ее колебаниями должна производить более непосредственный эффект. При этом следует помнить, что давление воздуха на земном шаре обладает основным свойством, что оно не может одновременно везде повыситься или понизиться. Вопрос может быть только об изменении в распределении областей давления: в то время как в одном месте давление при наличии солнечных пятен понижается, в другом оно должно повыситься.Московский профессор Лейст исследовал вопрос о влиянии солнечных пятен на суточный ход давления, но к определенным заключениям относительно этого явления он не пришел.

Затем, в 1915 г. Валькер вычислил коэффициент корреляции между числом солнечных пятен и величиною среднего годового давления для многочисленных пунктов разнообразных мест земного шара. Величины коэффициентов корреляции оказались невелики, но достаточны для приближенного определения тесноты связи между солнечными пятнами и барометрическим давлением в областях Восточного полушария, лежащих в пределах 40 градусов С.Ш. 40 градусов Ю.Ш. В данной зоне давление заметно понижается при усилении пятнообразовательного процесса.

Наконец, русский метеоролог Федоров сделал попытку использовать сезонные средние давления для зимы и лета по некоторым областям земного шара, учтенные на 68 станциях. Его работа выяснила тот факт, что все экваториальные, тропические и субтропические области Восточного полушария площадью, равной 2/3 всей суши, имеют при максимальных солнечных пятнах относительное пониженное давление и зимой и летом. В то же время во вне тропических странах наблюдается явление противоположного характера: здесь замечаются больше положительные разности и эти явления выражены особенно четко в ближайшей к полюсу области(Гренландия). Федоров делает следующий вывод: при максимумах солнцедеятельности давление ниже, чем при минимумах. Относительно низкое давление при максимумах распространяется по всей южной части Азии, по северной части Индийского океана и на материках Австралии и Африки.

Сравнивая вековой ход числа солнечных пятен с вековым ходом давления для Мадраса, занимающего приблизительно центральное место той обширной площади, где при максимумах солнцедеятельности наблюдается относительно низкое давление Федоров получил достаточно точный контрпараллелизм явленияпредставленный им на чертеже, где для большего удобства вековой ход числа пятен представлен перевернутым. Как видно из данного чертежа, кривая солнцедеятельности и кривая давления в течение большого промежуткавремени совпадают достаточно точно. Какие же этому следует дать объяснения?

Можно думать, что ослабление давления при максимумах солнечных пятен вызывается увеличением нагревания воздушных масс. Следствием такого нагревания является расширение воздуха, уменьшение его массы, и, наконец, как следствие - долговременное ослабление давления. Все это говорит за то, что в некоторых верхних слоях воздуха при максимумах солнцедеятельности имеет место относительное повышение температуры.

Картину этого явления можно себе представить следующим образом: воздух более высоких слоев от усиленного притока солнечной энергии при максимумах солнечных пятен нагревается сильнее, вследствие чего барометрическое давление падает. Воздух из мест, где давление не понизилось, стремится у поверхности земли перейти к местам, где давление понизилось, а наверху явление протекает обратно. Следовательно, в периоды солнечных максимумов возникает усиленное горизонтальное движение воздушных масс, а в месте пониженного давления - вертикальное усиленное течение. В результате усиленного восходящего течения получается добавочная конденсация паров воды из воздуха. Внизу же, у поверхности Земли, вследствие усиления ветра повышенное нагревание не проявляется. Одновременно увеличиваются облачность и осадки, которые еще ниже опускают температуру.

Вековой ход с 1840 по. 1912 г. числа солнечных пятен и давления воздуха в Мадрасе

Рис. 1. Вековой ход с 1840 по. 1912 г. числа солнечных пятен и давления воздуха в Мадрасе
красная полоса - число солнечных пятен (кривая дана зеркально)
синяя полоса - сглаженный ход давления воздуха в Мадрасе
зеленая полоса - средние годовые давления воздуха (по Е. Е. Федорову)

В последнее время тот же вопрос получил дальнейшее развитие в работах японского метеоролога Тарада Тарахито и советского исследователя В.Б Шостаковича. Последний, на основании своих работ, пришел к следующему заключению по вопросу о давлении воздуха:

  1. Главная циркуляция атмосферы (экватор-полюсы) управляется деятельностью Солнца, в ней наблюдается та же периодичность, как и в солнечных пятнах, усиление циркуляции совпадает с максимумом солнечных пятен.
  2. Можно отличить на земной поверхности две области, в одной давление изменяется обратно солнечным пятнам, а в другой - параллельно.
  3. Колебания давления, осадков и температуры тесно связаны между собою и различно компенсируются.

НПФ "Янтарь" (www.ionization.ru)
Полное или частичное цитирование данной статьи запрещено