Внутритропическая зона конвергенции
Зона внутритропической конвергенции ( ITCZ / ɪtʃ / , ITCH или ICZ ), [1] известный морякам как депрессивное состояние [2] или штиль из-за монотонной безветренной погоды, это область, где северо-восточные и юго-восточные пассаты сходятся . Он окружает Землю вблизи термического экватора, хотя его конкретное положение меняется в зависимости от сезона. Когда он расположен вблизи географического экватора , его называют околоэкваториальным провалом . Там, где ITCZ втягивается в муссонную циркуляцию и сливается с ней, ее иногда называют муссонной впадиной (это использование более распространено в Австралии и некоторых частях Азии).
Метеорология
[ редактировать ]Первоначально ITCZ определялась с 1920-х по 1940-е годы как Внутритропический фронт ( ITF ), но после признания в 1940-х и 1950-х годах значения конвергенции полей ветра в формировании тропической погоды, термин переименован в «Внутритропическую зону конвергенции «Внутритропическая зона конвергенции» ( ITCZ ) был ». затем применил. [3]
ITCZ выглядит как полоса облаков, обычно грозовых, которые окружают земной шар вблизи экватора. В Северном полушарии пассаты — в движутся в юго-западном направлении с северо-востока, а в Южном полушарии северо-западном направлении с юго-востока. Когда ITCZ расположена к северу или югу от экватора, эти направления изменяются в соответствии с эффектом Кориолиса, создаваемым вращением Земли . Например, когда ITCZ расположен к северу от экватора, юго-восточный пассат меняется на юго-западный ветер при пересечении экватора. ITCZ образуется в результате вертикального движения, которое в основном проявляется как конвективная активность гроз, вызванная солнечным нагревом, которое эффективно втягивает воздух; это пассаты. [4] ITCZ фактически является индикатором восходящей ветви клетки Хэдли и является влажным. Сухая нисходящая ветвь — конские широты .
Местоположение ITCZ постепенно меняется в зависимости от сезона, что примерно соответствует положению термического экватора. Поскольку теплоемкость океанов выше, чем у воздуха над сушей, миграция более заметна над сушей. Над океанами, где зона конвергенции определена лучше, сезонный цикл более тонкий, поскольку конвекция ограничена распределением температуры океана. [5] Иногда образуется двойная ИТЦЗ, одна из которых расположена севернее, а другая южнее экватора, одна из которых обычно сильнее другой. Когда это происходит, между двумя зонами конвергенции образуется узкий гребень высокого давления.
ITCZ над океанами и сушей
[ редактировать ]
ITCZ обычно определяют как экваториальную зону, где сходятся пассаты. Сезонность осадков традиционно объясняется миграцией ITCZ с севера на юг, которая следует за солнцем. Хотя это в основном справедливо для экваториальных океанов, ITCZ и область максимального количества осадков могут быть разделены на континентах. [6] [7] Экваториальные осадки над сушей — это не просто реакция на конвергенцию поверхности. Скорее, он модулируется рядом региональных особенностей, таких как местные атмосферные струи и волны, близость к океанам, конвективные системы, вызванные рельефом, рециркуляция влаги и пространственно-временная изменчивость земного покрова и альбедо. [6] [8] [9]
Зона конвергенции южной части Тихого океана
[ редактировать ]
Зона конвергенции южной части Тихого океана (SPCZ) представляет собой обратно ориентированную впадину, ориентированную с запада-северо-запада на восток-юго-восток, простирающуюся от теплого бассейна западной части Тихого океана на юго-восток в сторону Французской Полинезии . Он расположен к югу от экватора во время теплого сезона в Южном полушарии, но может иметь более внетропический характер, особенно к востоку от международной линии перемены дат . Он считается самым большим и важным участком ITCZ и меньше всего зависит от отопления близлежащей суши летом, чем любая другая часть муссонной впадины . [10] Южная ITCZ в юго-восточной части Тихого океана и южной Атлантике, известная как SITCZ, возникает во время падения в южном полушарии между 3 ° и 10 ° к югу от экватора к востоку от 140-го меридиана западной долготы во время прохладного или нейтрального Эль-Ниньо – Южного колебания (ENSO). ) узоры. Когда ЭНСО достигает своей теплой фазы, иначе известной как Эль-Ниньо, язык пониженной температуры поверхности моря из-за апвеллинга у южноамериканского континента исчезает, что приводит к исчезновению и этой зоны конвергенции. [11]
Влияние на погоду
[ редактировать ]
Изменение положения внутритропической зоны конвергенции резко влияет на количество осадков во многих экваториальных странах, в результате чего в тропиках возникают влажные и засушливые сезоны, а не холодные и теплые сезоны в более высоких широтах. Долгосрочные изменения в зоне внутритропической конвергенции могут привести к сильным засухам или наводнениям в близлежащих районах.
В некоторых случаях ITCZ может сужаться, особенно при удалении от экватора; Тогда ITCZ можно интерпретировать как фронт вдоль передней кромки экваториального воздуха. [12] По-видимому, вдоль ITCZ существует цикл грозовой активности продолжительностью от 15 до 25 дней, что составляет примерно половину длины волны колебания Мэддена-Джулиана (MJO). [13]
В пределах ITCZ средние ветры слабые, в отличие от зон к северу и югу от экватора, где питаются пассаты. Поскольку морские путешествия через экватор стали более распространенными, моряки восемнадцатого века назвали этот пояс затишья депрессией из-за спокойных, застойных или бездействующих ветров.
Роль в формировании тропических циклонов
[ редактировать ]
Тропический циклогенез низкого уровня зависит от завихренности как одного из шести требований, и ITCZ выполняет эту роль, поскольку является зоной изменения и скорости ветра, также известной как горизонтальный сдвиг ветра . Поскольку ITCZ мигрирует в тропические и субтропические широты и даже за их пределы в течение летнего сезона соответствующего полушария, увеличение силы Кориолиса делает более возможным образование тропических циклонов в этой зоне. Скачки более высокого давления из высоких широт могут усилить тропические возмущения вдоль его оси. [14] В северной Атлантике и северо-восточной части Тихого океана тропические волны движутся вдоль оси ИТЦЗ, вызывая усиление грозовой активности, а скопления гроз могут развиваться при слабом вертикальном сдвиге ветра. [ нужна ссылка ]
Опасности
[ редактировать ]В эпоху парусного спорта оказаться в этом регионе в жарком и душном климате могло означать смерть, поскольку ветер был единственным эффективным способом передвижения кораблей через океан. Периоды затишья в периоды депрессивного состояния могут привести к тому, что корабли будут брошены на мель на несколько дней или недель. [15] Даже сегодня яхтсмены-любители и любители соревнований стараются пересечь зону как можно быстрее, поскольку неустойчивая погода и ветер могут вызвать неожиданные задержки.
В 2009 году грозы в зоне внутритропической конвергенции сыграли свою роль в гибели рейса 447 Air France , который разбился во время полета из международного аэропорта Рио-де-Жанейро-Галеан в аэропорт имени Шарля де Голля недалеко от Парижа . [16] Самолет разбился, и никто не остался в живых во время полета через серию сильных гроз ITCZ, а быстрое образование льда на датчиках воздушной скорости стало основной причиной каскада человеческих ошибок, которые в конечном итоге обрекли полет. Большинству самолетов, летающих по этим маршрутам, удается без происшествий избегать более крупных конвективных ячеек.
Последствия изменения климата
[ редактировать ]
Судя по палеоклиматическим показателям , положение и интенсивность ITCZ менялись в доисторические времена вместе с изменениями глобального климата . Во время событий Генриха в течение последних 100 тыс. лет назад сдвиг ITCZ на юг совпал с усилением ячейки Хэдли в северном полушарии, совпадающим с ослаблением ячейки Хэдли в южном полушарии. ITCZ сместилась на север в середине голоцена , но мигрировала на юг после изменений инсоляции в позднем голоцене к своему нынешнему положению. ITCZ также претерпел периоды сокращения и расширения в течение последнего тысячелетия. [18] Смещение ITCZ на юг, начавшееся после 1950-х годов и продолжавшееся до 1980-х годов, возможно, было связано с , вызванным аэрозолями похолоданием в Северном полушарии, согласно результатам климатических моделей ; отскок на север начался впоследствии после вынужденных изменений градиента температуры между Северным и Южным полушариями. Эти колебания в расположении ITCZ оказали сильное влияние на климат; например, перемещение ITCZ могло привести к засухе в Сахеле в 1980-х годах. [19] [20]
Атмосферная конвекция может стать сильнее и сконцентрироваться в центре ITCZ в ответ на глобальное потепление климата, что приведет к резкому контрасту осадков между ядром ITCZ (где осадки будут усилены) и ее краями (где осадки будут подавлены). Повторный анализ атмосферы показывает, что ITCZ над Тихим океаном сузился и усилился, по крайней мере, с 1979 года, что согласуется с данными, собранными спутниками и измерениями осадков на месте. Более сухие полосы ITCZ также связаны с увеличением уходящей длинноволновой радиации за пределы этих областей, особенно над сушей в средних широтах и субтропиках . Это изменение в ITCZ также отражается в увеличении солености в Атлантическом и Тихом океане, подстилающем края ITCZ, и уменьшении солености под центральным поясом ITCZ. указано В Шестом оценочном отчете МГЭИК «среднее согласие» исследований, касающихся усиления и ужесточения ITCZ из-за антропогенного изменения климата. [20]
Менее определенными являются региональные и глобальные сдвиги в положении ITCZ в результате изменения климата, при этом палеоклиматические данные и модельное моделирование подчеркивают контрасты, возникающие из-за асимметрии воздействия аэрозолей, вулканической активности и орбитальных изменений , а также неопределенностей, связанных с изменениями муссонов. и атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция . Климатическое моделирование, проведенное в рамках этапа 5 проекта взаимного сравнения связанных моделей (CMIP5), не показало последовательного глобального смещения ITCZ в условиях антропогенного изменения климата. Напротив, большинство одних и тех же моделей показывают сужение и усиление при одних и тех же предписанных условиях. Однако моделирование в рамках фазы 6 проекта взаимного сравнения связанных моделей (CMIP6) показало большее согласие в отношении некоторых региональных сдвигов ITCZ в ответ на антропогенное изменение климата, включая смещение на север над Индийским океаном и восточной Африкой и смещение на юг над восточной частью Тихого океана. и Атлантический океаны. [20]
В литературе
[ редактировать ]Депрессивное состояние особенно описано в Сэмюэля Тейлора Кольриджа стихотворении «Иней древнего моряка» (1798), а также представляет собой метафору первоначального состояния скуки и безразличия Майло, детского героя Нортона Джастера классического детского романа «Призрак». Платная будка . Оно также цитируется в книге « Ветер, песок и звезды» .
См. также
[ редактировать ]
- Асимметрия внутритропической зоны конвергенции
- Химический экватор
- Муссонная корыта
- Конские широты
- Полярный фронт
- Ревущие сороковые
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «ИТЦЗ» . Национальная метеорологическая служба .
- ^ Чисхолм, Хью , изд. (1911). . Британская энциклопедия . Том. 8 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. п. 386.
- ^ Барри, Роджер Грэм ; Чорли, Ричард Дж. (1992). Атмосфера, погода и климат . Лондон: Рутледж. ISBN 978-0-415-07760-6 . OCLC 249331900 .
Атмосфера, погода и климат.
- ^ «Зона межтропической конвергенции» . JetStream — онлайн-школа погоды . НОАА . 24 октября 2007 г. Проверено 4 июня 2009 г.
- ^ «Зона межтропической конвергенции (ITCZ) — SKYbrary Aviation Safety» . www.skybrary.aero . Проверено 12 апреля 2018 г.
- ^ Jump up to: а б с Дезфули, Амин (29 марта 2017 г.). «Климат Западной и Центральной Экваториальной Африки» . Оксфордская исследовательская энциклопедия климатологии . дои : 10.1093/акр/9780190228620.013.511 . ISBN 9780190228620 .
- ^ Николсон, Шэрон Э. (февраль 2018 г.). «ITCZ и сезонный цикл над Экваториальной Африкой». Бюллетень Американского метеорологического общества . 99 (2): 337–348. Бибкод : 2018BAMS...99..337N . дои : 10.1175/bams-d-16-0287.1 . ISSN 0003-0007 .
- ^ Гонсалес, Алекс О.; Гангули, Индрани; МакГроу, Мари С.; Ларсон, Джеймс Дж. (15 февраля 2022 г.). «Быстрое динамическое развитие событий ITCZ в восточной части Тихого океана» . Журнал климата . 35 (4): 1197–1213. Бибкод : 2022JCli...35.1197G . дои : 10.1175/JCLI-D-21-0216.1 . ISSN 0894-8755 . S2CID 244551794 .
- ^ Гангули, Индрани; Гонсалес, Алекс О.; Карнаускас, Кристофер Б. (20 октября 2023 г.). «О роли обратных связей ветра, испарения и ТПО в субсезонной изменчивости восточно-тихоокеанской ИТЦЗ» . Журнал климата . -1 (аоп): 129–143. дои : 10.1175/JCLI-D-22-0849.1 . ISSN 0894-8755 . S2CID 264384015 .
- ^ Э. Линакр и Б. Гертс. Движение зоны конвергенции в южной части Тихого океана . Получено 26 ноября 2006 г.
- ^ Семен Алексеевич Гродский; Джеймс А. Картон (15 февраля 2003 г.). «Зона внутритропической конвергенции в Южной Атлантике и экваториальный холодный язык» (PDF) . Университет Мэриленда, Колледж-Парк . Проверено 5 июня 2009 г.
- ^ Джурич, Д.: Анализ погоды . Прентис Холл, 1994. ISBN 0-13-501149-3 .
- ^ Патрик А. Харр. Исследования формирования/структуры/движения тропических циклонов. Управление военно-морских исследований . Проверено 26 ноября 2006 г. Архивировано 29 ноября 2007 г. в Wayback Machine.
- ^ К.-П. Чанг, Дж. Э. Эриксон и К. М. Лау. Северо-восточные похолодания и околоэкваториальные возмущения над зимней зоной MONEX в декабре 1974 г. Часть I: Синоптические аспекты. Проверено 26 апреля 2007 г.
- ^ "Что такое депрессивное состояние?" НОАА. Веб-сайт Национальной метеорологической службы Национального управления океанической атмосферы, 07.01.20.
- ^ «Турбулентность вопросов и ответов» . The Guardian (1 июня 2009 г.).
- ^ Хауг, Джеральд Х .; Хьюэн, Конрад А.; Сигман, Дэниел М .; Петерсон, Ларри К.; Рёль, Урсула (17 августа 2001 г.). «Миграция внутритропической зоны конвергенции на юг в голоцене». Наука . 293 (5533). Американская ассоциация содействия развитию науки : 1304–1308. Бибкод : 2001Sci...293.1304H . дои : 10.1126/science.1059725 . ПМИД 11509727 . S2CID 24591761 .
- ^ Гулев Сергей К. ; Торн, Питер В .; и др. (2021). «Изменение состояния климатической системы». В Массон-Дельмотт, Валери ; Чжай, Панмао ; и др. (ред.). Изменение климата 2021: Физическая научная основа. Вклад Рабочей группы I в шестой оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата (PDF) . Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета. стр. 287–422 . Проверено 18 января 2023 г.
- ^ Айринг, Вероника; Джиллетт, Натан П.; и др. (2021). «Влияние человека на климатическую систему». В Массон-Дельмотт, Валери; Чжай, Панмао (ред.). Изменение климата 2021: Физическая научная основа. Вклад Рабочей группы I в шестой оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата (PDF) . Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета. стр. 423–551 . Проверено 18 января 2023 г.
- ^ Jump up to: а б с Дувиль, Эрве; Рагхаван, Кришнан; Ренвик, Джеймс ; и др. (2021). «Влияние человека на климатическую систему». В Массон-Дельмотт, Валери; Чжай, Панмао (ред.). Изменение климата 2021: Физическая научная основа. Вклад Рабочей группы I в шестой оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата (PDF) . Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета. стр. 1055–1210 . Проверено 18 января 2023 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- ITCZ в Африке через Университет Южной Каролины
- «Смещающаяся полоса дождя» , Scientific American (март 2011 г.)
- Дуэйн Э. Вализер и Катрин Готье, ноябрь 1993 г.: «Спутниковая климатология ITCZ» . Дж. Климат , 6 , 2162–2174.
| Международный | |
|---|---|
| Национальный | |
