Динамика атмосферы

Дина́мика атмосфе́ры, совокупность движений воздуха разных пространственно-временных масштабов. Выделяют процессы и структуры с характерными масштабами, сопоставимыми с эффективной толщиной атмосферы (около 10 км), а также значительно более и значительно менее крупные. Динамика атмосферы включает как общую циркуляцию атмосферы, так и процессы меньшего масштаба: циклонические и антициклонические вихри, струйные течения, волны в атмосфере различной природы, конвекцию, турбулентность.

Крупномасштабная динамика атмосферы связана с неравномерным нагревом Земли Солнцем и её вращением вокруг своей оси. Эти процессы приводят к формированию меридиональных ячеек циркуляции: между экватором и субтропическими широтами, в средних и полярных широтах. Вращение Земли приводит к отклонению движения воздуха и возникновению пассатов в тропических широтах, западных ветров в умеренных широтах и др. Атмосферные движения выше пограничного слоя атмосферы во внетропических широтах близки к режиму геострофического ветра.

Значительное влияние на динамику атмосферы оказывает океан. Высокая теплоёмкость воды приводит к тому, что океан нагревается и остывает значительно медленнее, чем суша, что вызывает, в частности, формирование муссонов. С распределением суши и океана по поверхности Земли связаны и квазистационарные крупномасштабные аномалии в поле атмосферного давления, т. н. центры действия атмосферы.

В свою очередь динамика атмосферы влияет на океан. Так, значительные глобальные и региональные межгодовые вариации динамики атмосферы связаны с явлениями Эль-Ниньо (Южное колебание), приводящими к аномалиям течений в южной части Тихого океана. В атмосфере Северного полушария существенны Северо-Атлантическое и Арктическое колебания. Периоды упомянутых колебаний нестабильны и варьируются в интервале 5–10 лет. Более устойчивая периодичность процессов (с квазидвухлетней цикличностью) наблюдается для ветра в приэкваториальной стратосфере.

Неустойчивость атмосферных движений приводит к образованию циклонов и антициклонов. Малоподвижные антициклоны могут блокировать характерный зональный перенос в тропосфере средних широт. Особые механизмы формирования характерны для тропических циклонов (ураганов или тайфунов), полярных мезоциклонов, а также интенсивных вихрей более мелкого масштаба – смерчей или торнадо.