Происхождение. Как Земля создала нас

Расположение зоны межтропической конвергенции зависит от поднимающегося воздуха, нагретого солнцем, поэтому в разные времена года она несколько смещается к северу и к югу от геометрической линии экватора. А поскольку летом суша нагревается быстрее океана, континенты отодвигают полосу зоны межтропической конвергенции дальше от экватора. Поэтому она идет по обхвату планеты почти что по синусоиде – по волнистой линии. От этого точное положение и ширину зоны межтропической конвергенции трудно предсказать, что увеличивает для моряков опасность попасть в полосу штилей.

Основные циркуляционные течения в атмосфере Земли, создающие чередующиеся полосы преобладающих ветров

Изображение нарисовано по эскизу автора Мэтью Броутоном на основании данных из Lutgens (2000) (Figure 7.5), Wells (2012) (Figure 6.13).

Далеко за тридцатой параллелью, куда спускаются массы воздуха из ячеек Хэдли, примерно на 60° к северу и к югу, воздух на поверхности, конечно, прохладнее, чем на экваторе, однако все равно достаточно теплый, чтобы подняться в атмосферу и запустить аналогичную петлю конвекции. Точно так же, как и в случае ячеек Хэдли, ветры на поверхности в нижней части петли дуют обратно к экватору и слегка отклоняются вправо под воздействием эффекта Кориолиса, что создает полосу полярных восточных ветров.

Третья, и последняя, пара крупных циркуляционных течений в атмосфере Земли – две ячейки Ферреля в средних широтах, между 30° и 60°. Однако система Ферреля, в отличие от первых двух, пассивна: она движется не из-за подъема собственного теплого воздуха, а из-за вращения ячеек Хэдли и полярных, между которыми лежит. Примерно как шестеренка, которая не подсоединена ни к какому двигателю, но вращается за счет двух других. Там, где смыкаются нисходящие потоки ячеек Ферреля и Хэдли – примерно на 30° к северу и к югу, – формируются два субтропических пояса высокого давления, так называемые «конские широты». Для этих областей тоже характерны несильные переменчивые ветры или штили, поэтому мореходы также научились их обходить.

Поскольку ячейка Ферреля с обеих сторон движется за счет ячеек Хэдли и полярных ячеек, она вращается в противоположную сторону. И для эпохи великих мореплавателей это оказалось крайне важным. Поверхностные ветры ячейки Ферреля дуют не к экватору, а к полюсам, поэтому эффект Кориолиса отклоняет их в противоположном направлении. Это зона западных ветров. Таким образом, ветер дует на запад в двух разных полосах широт – это пассаты ячейки Хэдли и полярные восточные ветры, – но если хочешь проплыть на восток, это можно сделать только в полосах между двух ячеек Ферреля за счет западных ветров, которые в них создаются. Именно таков маршрут обратно в Европу из Центральной и Северной Америки, которым первым прошел Колумб, когда понял, что ему нужно двинуться на север в эту зону, чтобы вернуться домой.

Такую же важную роль сыграла зона западных ветров в Южном полушарии. Как мы уже отмечали, из-за нынешнего распределения континентов в результате тектоники плит основная часть суши сосредоточилась в Северном полушарии, где путь ветрам преграждают высокие горы. А в Южном полушарии преобладает, напротив, открытый океан, где ветрам ничего не мешает. В частности, ниже 40° западные ветры могут обогнуть земной шар практически беспрепятственно – там нет ничего, кроме оконечности Южной Америки и двух островов Новой Зеландии. Поэтому западные ветры в Южном полушарии в целом значительно сильнее своих северных собратьев, и моряки назвали эту зону «ревущие сороковые». А если корабли отваживались зайти еще дальше к югу, невзирая на бешеные ветры и волны, морозы и опасные айсберги, к их услугам оказывались еще более сильные «неистовые пятидесятые» и «пронзительные шестидесятые».

Этот рисунок из чередующихся полос ветров между экватором и полюсами движет и океанскими течениями, которые также имели колоссальное значение при объединении нашего мира в большие торговые сети. Соседствующие зоны восточных пассатов и западного ветра сдувают воду на поверхности в противоположные стороны. В сочетании с тем, что континенты мешают воде просто течь вокруг света, а водные массы при движении на север или на юг подвержены эффекту Кориолиса, это создает мощную систему крупных замкнутых морских течений. Таких течений пять: в Северном и Южном Атлантическом океане, в Северном и Южном Тихом океане и в Индийском океане. Они вращаются по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой в Южном и, подобно направлению поясов ветров, зеркально симметричны относительно экватора.