Чтение онлайн

Помимо параметров стандартной атмосферы, рассмотренных в первой главе, ученые вычислили среднюю температуру всей массы атмосферы. Она оказалась равной -17,0°C (согласно международной стандартной атмосфере 1962 года температура всей массы атмосферы равна -20,7°C, что соответствует температуре воздуха на высоте примерно 5500 м).

Определено среднее влагосодержание земной атмосферы, равное 1,24 • 1019 г водяного пара, что эквивалентно слою осажденной воды 22 мм. Таким образом, в каждом килограмме атмосферного воздуха в среднем содержится 2,34 г водяного пара.

Годовое количество осадков на Земле оценивается в 5,26 • 1020 г, из которых 4,12 • 1020 г выпадает над океанами и 1,14 • 1020 г – над сушей. А выпадающие за год осадки эквивалентны слою воды 1036 мм. Отсюда следует, что водяной пар в атмосфере обновляется 47 раз в год, то есть каждые 7,8 дня (по данным некоторых исследователей -43 раза в год и каждые 8,5 дня). Испаряется с поверхности Земли столько же влаги, сколько ее выпадает с осадками, но на океаны приходится 4,53 • 1020 г испаряющейся воды за год, а на сушу – 0,73 • 1020 г. Годовой сток с суши равен 0,41 • 1020 г.

Северное полушарие Земли несколько теплее южного: в северном полушарии средняя температура на уровне метеорологической будки, то есть в 2 м от земной поверхности, равна в январе 9,0°C, в июле 22,4°C, а годовая 15,2°C, тогда как в южном полушарии она составляет в январе 16,4°C, в июле 11,4°C, а годовая 13,3°C.

Средняя облачность для Земли в целом оценивается в 5,5 балла, то есть поверхность земного шара немного больше чем наполовину закрыта облаками. Однако над континентами облачности немного меньше – в среднем 4,9 балла, а над океанами – 5,8 балла.

Согласно Е. П. Борисенкову, внутренняя энергия всей атмосферы оценивается цифрой 8,6 • 1023 Дж, потенциальная – 3,6 • 1023 Дж, а кинетическая – на два порядка меньше: 1021 Дж, то есть составляет менее 1% потенциальной энергии. При этом кинетическая энергия атмосферы в южном полушарии почти в два раза больше, чем в северном. Это связано с тем, что контрасты температуры между Южным полюсом и экватором значительно резче, чем между Северным полюсом и экватором.

Первопричиной же развития атмосферных движений является превышение количества поглощаемой атмосферой солнечной радиации над количеством излучаемой ею радиации, то есть постоянное нарушение состояния лучистого, а с ним и механического равновесия. Для Земли же в целом в среднем за год поглощаемая солнечная радиация равна излучаемой радиации. Одна треть усваиваемого Землей солнечного тепла расходуется на испарение и только 1,6% – превращается в кинетическую энергию, расходуется на движение воздуха. Следовательно, система атмосфера – земная поверхность может рассматриваться как тепловая машина с очень небольшим коэффициентом полезного действия… Кинетическая энергия на единицу массы атмосферы равна 140 Дж/кг, чему соответствует средняя скорость атмосферных движений около 17 м/с. Типичное время генерации кинетической энергии атмосферы, а также ее вырождения под действием вязкости – примерно 5 • 105 с, то есть около одной недели. Это срок, равный средней продолжительности жизни циклона, или продолжительности так называемого естественного синоптического периода, на который считается возможным составлять краткосрочные прогнозы погоды при благоприятных условиях развития атмосферных процессов и достаточной полноте информации о них.

На всех континентах Земли, за исключением Антарктиды, максимальное значение температуры воздуха может превышать 50°C. Так, в Азии, в Индии, зарегистрирована температура 53°C, такое же значение температуры отмечалось и в Австралии, в Бурке.

Рекордно высокие значения температуры воздуха, 58 и 57,8°C, отмечены в Мексике, в Сан-Луис-Потоси, 11 августа 1933 года и в Северной Африке, в Ливии, в Эль-Азизии, близ г. Триполи.

Близкая к этому температура отмечена в Северной Америке, в Калифорнии, в знаменитой Долине Смерти: 56,7°C.

В Антарктиде столбик ртути не поднимался выше 11,6°C; это значение зарегистрировано в декабре 1956 года на станции Оазис.

Станция Оймякон в Якутии сохраняет за собой право считаться «полюсом холода» нашей планеты: на ней в 1938 году зарегистрирована температура воздуха -77,8°C, и хотя на станции Восток в Антарктиде в июле 1982 года отмечена и значительно более низкая температура, -89,2°C, ее показания не могут быть засчитаны как рекордно низкие, так как станция Восток расположена на высоте 3488 м над уровнем моря. Для сопоставления результатов метеорологических наблюдений различных станций их необходимо приводить к уровню моря. В этом случае самая низкая температура воздуха оказывается в Оймяконе; результаты, зафиксированные на станции Восток, выше на 12°C. (Случай наблюдения температуры -77,8°C в Оймяконе упоминается в ряде источников, в том числе А. С. Мониным и Ю. А. Шишковым в 1979 году; в Советском энциклопедическом словаре 1980 года, указана минимальная температура в Оймяконе -70°C, но и в этом случае она на 4°C ниже, чем на станции Восток.)

Самая высокая средняя годовая температура воздуха составляет 31°C в Лу, в Сомали, а самая низкая -55,6°C на станции Восток, в Антарктиде.

Относительно точно на этот вопрос можно ответить только для Южного полюса, на котором последнюю четверть века существует метеорологическая станция и ведутся систематические наблюдения. В районе Северного полюса наблюдения ведутся на научных станциях на дрейфующих льдинах, местоположение которых далеко не всегда совпадает с районом полюса, поэтому данные для Северного полюса следует рассматривать как приблизительные. В районе Северного полюса на уровне моря в зимнее время отмечались температуры -50°C, а летом 1-2°C. Средняя годовая температура на Южном полюсе, расположенном на высоте около 2700 м над уровнем моря, составляет -49,3°C; минимальная наблюдавшаяся там температура -80,0°C, максимальная -15,0°C.

Средняя температура всей толщи вод Мирового океана (без Арктического бассейна) равна 5,7°C, что на 22,7°C выше средней по массе температуры атмосферы. Самый теплый из всех океанов – Индийский: средняя температура толщи вод 6,7°C, тогда как в Атлантическом она составляет 5,6°C, а в Тихом – 4,7°C.

В экваториальной зоне это изменение составляет всего около 1°C, в полярных районах – 2-3°C, а между широтами 40-45° с. ш. – почти 9,6°C. Здесь амплитуда годовых колебаний температуры воды на поверхности океана максимальная; в южном полушарии она значительно меньше – не более 5,5°C (на широте 30°).

На севере Западной Сибири, на метеорологической станции Агата, 31 декабря 1968 года зарегистрировано самое высокое давление, равное 1083,2 гПа, или 812,4 мм рт. ст.

На суше самое низкое давление (приведенное к уровню моря) отмечено во время урагана 2 сентября 1935 года на островах Флорида-Кис, в США, – 892,3 гПа, или 669,3 мм рт. ст. На море самое низкое давление отмечено в тайфуне в Тихом океане, западнее острова Гуам, 24 сентября 1958 года – 877 гПа, или менее 658 мм рт. ст.

Самое дождливое место на Земле – гора Вамалеале на о. Кауаи, на Гавайях, – там в среднем в году 335 дней с дождем! Зато в пустыне Атакама в Чили дождь не наблюдался ни разу…

Наибольшая средняя годовая сумма осадков – на Гавайских островах, на горе Уайвиль, – 1198 см и на горной станции Черрапунджи в Ассаме, в Индии, – 1140 см; на последней в 1861 году зарегистрировано и рекордное годовое количество осадков – 2300 см! Таким образом, Уайвиль и Черрапунджи – самые богатые осадками точки на земном шаре. Самые бедные находятся в Африке и в Южной Америке: в оазисе Кхара, в Египте, в среднем выпадает меньше 0,1 мм, то есть только следы осадков, а в населенном пункте Арика, в Чили, за год в среднем набирается 0,5 мм осадков.