Струйные течения

07.12.2007 13:43

Автор текста Людмила Алекандровна Авдеева - синоптик Отдела метеорологических прогнозов

Струйные течения - это сильный воздушный поток с горизонтальной осью в верхней тропосфере или нижней стратосфере, характеризующийся большими вертикальными и боковыми сдвигами ветра. Обычно струйное течение распространяется на тысячи километров в длину, сотни в ширину и несколько километров в толщину. Вертикальный сдвиг бывает порядка 5-10 м/с на 1 км, боковой - порядка 5-10 м/с на 100 км. Нижний предел скорости вдоль оси струйного течения выбран произвольно и равен 30 м/с. Сердцевина струйного течения, где скорость ветра мало отличается от скорости на оси, имеет ширину всего 50-100 км, а толщину 1-2 км.

В работах многих ученых выводы об особенностях распределения струйного течения делаются на основе анализа карт повторяемости сильных ветров (100 км/час) на изобарической поверхности 300 мб (9-10 км). По мнению этих исследователей такие карты отображают не только повторяемость сильных ветров на поверхности 300 мб (на высоте 9-10 км), но в большей степени и повторяемость струйного течения, т. к. скорости ветра 100 км/час, как правило, характерны только для струйного течения. В то же время забывалось, что главным признаком струйного течения является специфический характер поля ветра, определяемый наличием на некоторой высоте максимума скорости ветра, во все стороны от которого в плоскости вертикального разреза скорость ветра убывает. В связи с этим на вертикальном разрезе струйное течение представляется в виде замкнутых концентрических изотах (рис. 1).

Очевидно, что сама физическая природа явления исключает необходимость введения ограничений величины максимума скорости ветра на оси струйного течения, так же как физически было бы неоправданно, например, применение каких-либо критериев для значений в центрах циклонов или антициклонов.

Наиболее простая картина распределения струйных течений в тропосфере представлена на. В тропических широтах до высоты примерно 18 км наблюдаются слабые и непостоянные восточные пассаты.

Между поясами низкоширотных и высокоширотных восточных ветров существует система устойчивых западных ветров, которую называют западным переносом. Западные ветры дуют в слое от поверхности земли и до уровня 20 км. В отдельных районах скорость этих ветров резко возрастает, тогда образуется два или три быстро движущихся потока внутри ветровой системы. Эти потоки и есть струйные течения. Самолеты, что летят с запада на восток, имеют преимущество перед теми, что летят с востока на запад, поскольку они могут воспользоваться этими струйными течениями.

Струйные течения связаны с высотными фронтальными зонами (ВФЗ). Скорость воздушного потока на оси струи тем больше, чем больше градиент температуры в свободной атмосфере. В тропосфере струйные течения особенно часто обнаруживаются в субтропических широтах, ось которых летом располагается в широтной зоне 35-45°, зимой в широтной зоне 25-35°. Это наиболее устойчивые и интенсивные струйные течения, чаще всего наблюдающиеся над западной частью Атлантического океана, районами Красного моря и Индии, над Тихим океаном юго-восточнее Японии.

Кроме того, различают арктические и полярнофронтовые струйные течения, наблюдающиеся в средних и высоких широтах, экваториальные, а также стратосферные. Арктические и полярнофронтовые струйные течения (на высотах 6-8 км) связаны с главными атмосферными фронтами – полярным и арктическим. Наибольшая повторяемость и интенсивность этих струйных течений отмечается над восточными берегами Азии и Северной Америки. Над территорией России они чаще всего наблюдаются над Дальним Востоком, югом Западной Сибири, Уралом, а зимой – и над Средней Азией.

Вблизи оси струйного течения наблюдаются большие вертикальные градиенты скорости ветра, достигающие 20-25 м/с на 1 км высоты и 16 м/с на 100 км по горизонтали. В связи с этим сильная турбулентность, которая наблюдается в верхней тропосфере при ясном небе, в большинстве случаев связана со струйными течениями. Со струйными течениями связано образование облачности.

Статистические данные, основанные на донесениях экипажей самолетов, показывают, что турбулентность в струйных течениях, вызывающих болтанку самолетов, наиболее часто встречается на холодной (циклонической) стороне струи и несколько реже на теплой (антициклональной). Это объясняется тем, что на циклонической стороне струи вертикальный и горизонтальный градиенты скорости ветра примерно в 1.5 раза больше, чем на антициклональной.