Worldbuilding для душнил и маньяков, часть ветренная

Мы уже поговорили про водяные течения и то, как они влияют на климат. Но помимо воды любая землеподобная планета имеет атмосферу. И эта атмосфера переносит тепло куда быстрее и активнее, чем вода - просто потому что она подвижнее. Вот об атмосфере, ветре и его влиянии на климат и поговорим.

Прежде всего - о движущей силе процесса. Систему ветров приводит в действие солнце. Сам по себе механизм прост - нагретый воздух расширяется, становится легче и поднимается. Поскольку солнце светит на экваторе все время (кроме ночей, разумеется) - это зона в которой восходящие потоки воздуха образуются круглый год. Поскольку бесконечно подниматься они не могут - рано или поздно они отклоняются к северу и югу. Уходящий воздух заменяется холодным воздухом, приходящим вдоль поверхности соответственно с юга и севера.

Поскольку Земля у нас вращается, направление ветра из-за этого отклоняется. В результате - к северу от экватора ветер дует с северо-востока, к югу - с юго-востока. Это явление называется пассатами (в английском - «торговые ветра»). Дело в том, что этот ветер стабилен, дует постоянно - и потому его активно использовали парусные корабли для пересечения океанов.

Важный момент - непосредственно над экватором ветра сталкиваются и потому часто тут воздух статичен как в центре зоны низкого давления. Это зона штилей, и корабль попавший в такую зону мог неделями дрейфовать без ветра.

Второй важный момент - когда солнце нагревает экваториальные зоны - с поверхности океана испаряется много воды. Когда воздух, несущий этот пар, поднимается - он остывает. Формируются облака, начинаются дожди. Именно по этой причине вдоль экватора узкой полоской пролегают джунгли.

В районе 30 градусов северной и южной широты этот воздух опускается вниз. Опускаясь, он вновь нагревается -при этом облака исчезают и повышается атмосферное давление. Если поглядеть на Землю - можно увидеть пустынный пояс, расположенный примерно в этих широтах: Сахара, арабские и сирийские пустыни, Мохаве и Сонора в Америке, а в южном полушарии - Атакама, Калахари и австралийские пустыни. Опускаясь, воздух достигает поверхности, и «расходится» к северу и югу. Таким образом формируется экваториальная ячейка атмосферной циркуляции: на экваторе вверх, перенос к 30м широтам, там вниз и обратно к экватору.

Эти широты издавна имели название «лошадиных». Дело в том, что в этих широтах высокое давление (его создает опускающийся воздух), очень мало облаков, как следствие - солнечная погода и превалирующие ветра с запада на восток. Собственно из-за этих ветров они имеют такое название - по одной из версий если корабль, везущий лошадей из Европы в Америку, попадал в такие широты при движении, он мог застрять надолго (ветер с запада не помогает добраться из Европы в Америку) и, из-за недостатка воды лошадей отправляли за борт. Плохо быть лошадкой на паруснике.

Вторая ячейка образуется от 30х до 60х широт. В районе 60 градусов воздух вновь поднимается вверх, его замещает воздух, движущийся у поверхности, что создает ветра, направленные с востока на запад. Эти ветра долгие века были основным способом добраться из Америки в Европу по северной Атлантике.

Ну и, наконец, последняя, полярная ячейка, которая ответственна за холодный климат в России. Это восходящий поток в районе 60х широт, высотный перенос к полюсам и замещение уходящего воздуха холодными полярными массами. Помимо всего прочего - этот процесс помогает формировать полярные шапки и «охлаждает» климат в целом В полярных шапках захоранивается вода - пар переносится в холодные полярные зоны и там замерзает, образуя лед. Для понимания - толщина ледяного щита в Антарктиде измеряется километрами, и если он растает - континент поднимется на километр вверх. Просто литосферная плита «всплывет» в магме.

Отдельная песня - муссоны. Это сезонные ветра, которые образуются из-за несовпадающей скорости нагрева воздуха над водой и сушей. Летом воздух над сушей нагревается быстрее, поднимается и на его место приходят воздушные массы с океана - влажные и вызывающие сезон сильнейших дождей. Зимой уже океан остывает значительно медленнее суши, и воздух над морем поднимается вверх быстрее, что приводит к ветрам, направленным с суши в море - холодным и сухим.

Как это влияет на климат - посмотрите на две картинки наверху, они вполне доходчивы, на мой взгляд.

Важно понимать, что муссон формируется в зонах, где есть заметная разница в атмосферном давлении, а оно порождается нагревом воздуха. Например - сравнительно холодный океан, рядом с которым есть участок суши, который хорошо прогревается солнцем (а значит - должен быть расположен в тропическом или субтропическом поясе). В результате образуется резкий перепад температуры и давления - и компенсирующий их муссон, дующий из «холодного» места в «теплое». Второй момент - довольно очевидно, что муссон вряд ли стоит ожидать на экваторе - там солнце греет одинаково зимой и летом и нет сезонных колебаний температуры.

Еще один важный момент, сильно влияющий на климат - это высокие горы и формируемая ими «дождевая тень». На картинке ниже приведена схема ее образования: превалирующие ветра доносят влагу до горы, где она выпадает в виде осадков - но лишь на одном склоне. Влага не может «перевалить» через горы и с противоположной стороны от них часто образуются засушливые районы.

По этой схеме формируется, например, пустыня Атакама и сухое и холодное Тибетское нагорье, а севернее его - зажатая горами со всех сторон Таримская впадина.

Надеюсь, этого будет достаточно для начала и в следующий раз мы сможем перейти непосредственно к климатическим зонам.