Меридиональный перенос в атмосфере

Меридиональный перенос в атмосфере

©Ерашов В.М.

Мы уже неоднократно писали о меридиональном переносе в атмосфере и влиянии на него Луны [1], но эта тема для прогноза климата и погоды настолько важная, что необходимо на ней более подробно остановиться еще раз. Приведем краткий обзор положения дел в науке по данному вопросу на этот момент.

Нужно отметить, что первым обнаружил связь между меридиональным переносом в атмосфере и влиянием Луны выдающийся Российский ученый Сидоренков Н.С. Вообще-то он установил связь между скоростью вращения Земли и приливными силами, но меридиональный перенос здесь вытекает как следствие, потому как при смещении траектории Луны от экватора к тропику момент инерции Земли убывает за счет того, что горб приливной деформации атмосферы смещается с большего диаметра на меньший, от тянет вслед за собой и часть массы атмосферы. Акцент сделан на атмосферу ввиду ее большой подвижности, а перемещениями в океане и теле Земли мы просто пренебрегли. Так вот часть атмосферы, перемещаясь за приливным горбом и создает меридиональный перенос. В работе [1] мы поправили Сидоренкова, тем что предположили участие в меридиональном атмосферном переносе и атмосферной тепловой машины, то есть теорию Сидоренкова мы как бы не отрицаем, а развиваем, приближаем график вращения Земли к действительности. Напомним, мы это вынуждены были сделать, чтобы объяснить большую разницу в моменте инерции Земли при неоднократных пересечениях траектории Луны экватора. То есть мы акцентировали внимание ученых на том, что значительная асимметрия в месячных полупериодах вращения Земли не может быть объяснена только изменением инерции Земли приливными силами. Хотя и приливные силы раз от раза меняются и за счет перигея лунной орбиты и за счет положения Луны относительно Солнца, но не в такой мере, как скорость вращения Земли и не всегда в унисон. Здесь момент влияния работы атмосферной тепловой машины на месячные колебания скорости вращения Земли, а следовательно и на меридиональный перенос в атмосфере докажем еще раз. Напомним, работа атмосферной тепловой машины зависит от количества и высоты поднимаемой влаги в атмосфере экватора (на других широтах это влияние менее существенно). Это вытекает из сути самой тепловой машины и принципа ее работы. Более тяжелый влажный воздух, переходя под действием силы Кориолиса, с большего диаметра вращения на меньший, опускается и выполняет работу mgh, которая и тратится на раскрутку воздушного потока. Чем больше влаги в потоке и чем больше перепад высот опускания, тем больше работа тепловой машины. А теперь докажем, что количество влаги и высота ее подъема над экватором зависит так же и от приливных сил. Вообще подъем влаги определяется скоростью восходящего потока и влажностью воздуха (условно считаем, что адиабатический перепад температуры от высоты в атмосфере условно постоянен). Влажность воздуха над увлажненной сушей и океаном тоже стремится к 100%, как бы и она условно постоянна. Тогда и получается, что скорость восходящего потока и является определяющей составляющей содержания в атмосфере влаги над экватором. Рост приливного горба в этой области ведет к подъему воздушных масс в более высокие слои атмосферы, что и ускоряет подъем влаги восходящим потоком, а уменьшение приливного горба ведет к обратному процессу. Таким образом работа атмосферной тепловой машины синхронно с изменением момента инерции Земли от приливных сил, то усиливает скорость вращения Земли, а вместе с ней и меридиональный перенос в атмосфере, то ослабляет. Здесь мы усовершенствовали теорию Сидоренкова, приблизили ее к реальности, но реальный график вращения Земли на столько сложен и не симметричен от месячного полупериода к полупериоду, что вряд ли нам удалось охватить все основополагающие факторы, таких факторов видимо больше, тогда обратимся к следующему явлению, к волновым процессам в атмосфере. Эти процессы известны ученым под названием волн Росби, но мы взглянем на данные процессы с другой «колокольни». Тело Земли и атмосфера в каком-то роде напоминают телегу, загруженную сеном. Такая телега, двигаясь по ухабам, раскачивает сено далеко не в такт, причиной тому частота собственных колебаний сенного вороха. То есть на сено действуют два типа колебаний – вынужденные (толчки на ухабах) и собственные ( раскачивание центра тяжести сена как маятника под действием гравитационной силы). Если по ухабам след в след движутся две телеги груженые сеном, одна маленькая, другая большая, то при равных условиях амплитуда раскачивания огромного сенного воза гораздо выше, чем у маленького. Огромный сенной воз гораздо труднее довезти к месту назначения по ухабистой дороге, чем маленький, вероятность опрокидывания здесь выше. Вернемся к Земле и ее атмосфере. Атмосфера Земли просто обязана иметь частоту собственных колебаний, отличную от частоты собственных колебаний тела Земли, у атмосферы свои параметры, у Земли свои. Цент тяжести атмосферы совершает колебания как тангенциально так и по оси.

Осевые собственные колебания атмосферы – это и есть в том числе и еще один фактор меридионального переноса в атмосфере, их нужно наложить на график вынужденных колебаний под действием приливных сил и влияния работы атмосферной тепловой машины, получатся результирующие колебания достаточно близкие к реальным. Во всяком случае явление резонанса (совпадение собственных колебаний атмосферы и вынужденных) на графике колебаний скорости вращения Земли время от времени просматривается.

В этой работе мы установили, что меридиональный перенос в атмосфере колеблется отчасти синхронно со скоростью вращения Земли, так как осевые и тангенциальные колебания атмосферы зависят от одних и тех же вынужденных колебаний, хотя собственные колебания там и там разные. Это приводит к какому-то отличию, но общность остается. На погоду и климат прежде всего влияет меридиональный перенос в атмосфере, но тангенциальные колебания скорости вращения Земли могут в первом приближении служить индикатором осевых колебаний атмосферы. По большому счету Сидоренков прав – связь между скоростью вращения Земли погодными и климатическими характеристиками имеет место быть, мы это доказали через меридиональный перенос в атмосфере.

Первоисточники

1. Ерашов В.М. «Ключ к климату и катаклизмам»

2. Сидоренков Н.С. «Влияние годового и месячного обращений Земли на цикличность атмосферных процессов, изменений погоды и климата»

3. Ерашов В.М. «Атмосферная тепловая машина.

15.08.2016г.