Андрей Шляхов - География на пальцах. Для всех, кто хочет стать вундеркиндом, и родителям, которые хотят ответить детям

Атмосферное давление непрерывно изменяется и основной причиной этих изменений является изменение температуры воздуха. Измеряют атмосферное давление при помощи специальных приборов – барометров. Первые барометры были ртутными и представляли собой открытую емкость с ртутью (тарелку) в которую отверстием вниз была опущена пробирка. Когда атмосферное давление повышалось и сильнее давило на ртуть в тарелке, уровень ртути в пробирке поднимался, когда же давление понижалось, то уровень ртути в пробирке опускался.

Ртутные барометры были неудобными в использовании. Со временем их заменили барометры-анероиды [34]. Барометр-анероид состоит из герметически замкнутой полой тонкостенной коробки, внутри которой создано отрицательное давление воздуха (то есть – воздух разрежен). При изменении атмосферного давления стенки коробки вдавливаются или выпячиваются. Эти колебания передаются на связанную с коробкой стрелку, которая перемещается по шкале.

Как уже было сказано, атмосферное давление понижается с увеличением высоты. Расстояние по вертикали, на котором атмосферное давление уменьшается на 1 мм рт. ст., называется барической ступенью. В нижних слоях тропосферы до высоты в 1 км барическая ступень равна 10 м. Выше 1 км барическая ступень удлиняется, поскольку по мере увеличения высоты скорость понижения атмосферного давления замедляется.

Атмосферное давление изменяется не только в вертикальном, но и горизонтальном направлении. Существует показатель, характеризующий изменение атмосферного давления в пространстве (по вертикали и горизонтали), который называется барическим градиентом.

Барический градиент представляет собой вектор, то есть математическую величину, характеризующаяся численным значением и направлением. В метеорологии для изображения на картах обычно пользуются горизонтальной составляющей барического градиента на уровне моря или на каком-то другом уровне, которая называется горизонтальным барическим градиентом. Барический градиент направлен по нормали к изобаре в сторону убывания атмосферного давления.

Вместо вертикального барического градиента, отражающего изменение атмосферного давления по высоте, часто пользуются обратной величиной – барической ступенью.

Циркуляция атмосферы

Перепады атмосферного давления вызывают перемещение воздуха из области высокого давления в область низкого. Горизонтальное движение воздуха относительно земной поверхности называется ветром.

Направление ветра определяют по той стороне горизонта, откуда он дует. Обратите внимание – «откуда», а не «куда»! Северный ветер дует с севера на юг, а не с юга на север. Для определения направления ветра используют простой прибор, который называется флюгер. Флюгер представляет собой пластину, свободно вращающуюся на вертикальном стержне.

Повторяемость ветров разных направлений на какой-либо территории называется режимом ветра. Режим ветра графически изображают в виде так называемой розы ветров – векторной диаграммы, у которой длины лучей, расходящихся от центра в разных направлениях пропорциональны повторяемости ветров этих направлений.

Скорость ветра, чаще всего измеряемая в метрах в секунду (м/с), пропорциональна разнице атмосферного давления. Подобно атмосферному давлению ветры распределяются по поверхности Земли зонально и азонально.

Различают семь широтных ветровых поясов: один экваториальный, два тропических, два умеренных и два полярных. Для каждого пояса характерны одни и те же постоянные ветры, которые формируют глобальную систему зональных ветров.

Экваториальный пояс – штилевой, потому что здесь нет ветра. Нагретый воздух на экваторе движется только вверх. Ширина экваториального пояса составляет около 300 км.