Тепловой режим в стратосфере обладает еще более выраженной сезонностью. Это связано с тем, что в отличие от тропосферы он обусловлен в основном не особенностями энергетического взаимодействия атмосферы с деятельной поверхностью суши и океана, а лучистыми потоками тепла, излучаемыми и поглощаемыми термодинамически активными примесями атмосферы, особенно озоном.
Летом поглощение озоном ультрафиолетовой радиации Солнца приводит к нагреванию воздуха. В течение полярной ночи зимой воздух охлаждается посредством длинноволнового излучения. В стратосфере, особенно на высотах 25–35 км, между зимой и летом возникают большие разности температур. Это приводит к тому, что поле температуры от лета к зиме меняется на противоположное, уменьшаясь или увеличиваясь в высоких широтах в верхней стратосфере на 40 - 50 °С и более.
В январе в высоких широтах располагается область холода, обусловленная потерей тепла стратосферой посредством инфракрасного излучения. В низких широтах Северного полушария обнаруживается полоса тепла, смещенная к северу над Тихим океаном. Однако основная область тепла захватывает приполярные районы Южного полушария, которые в январе непрерывно освещаются солнцем.
В июле, наоборот, область тепла образуется над высокими широтами Северного полушария, а область холода – над высокими и средними широтами Южного полушария.
Рассмотренные особенности поля температуры в стратосфере создают определенную структуру поля давления. Так как высота геопотенциала пропорциональна средней температуре слоя, то с областью тепла связана область высокого давления – антициклонический циркумполярный вихрь, а с областью холода – стратосферная область низкого давления – циклонический циркумполярный вихрь (рис 2.4–2.5).
|
|
|
|
Рис. 2.4. Схема стратосферной циркуляции в январе |
Рис. 2.5. Схема стратосферной циркуляции в июле |
В январе в Северном полушарии над большей частью господствует циркумполярный циклон и, следовательно – западный перенос. Области высокого давления в январе (антициклон – восточный ветер) наблюдаются в тропиках Северного полушария и в Южном до полярных широт. В полярных широтах Южного полушария наблюдается слабовыраженный циклон, связанный с охлаждающим влиянием мощного ледового щита Антарктиды.
В июле над всем Северным полушарием располагается, соответственно, зона восточных ветров. Уровень обращения в средних широтах Северного полушария на высоте около 20 км. Скорость ветра в антициклоне значительно меньше скорости ветра в циклоне.