Введение

Метеорологическое явление

Зона межтропической конвергенции (ITCZ /ɪ//tʃ/ ITCH), известная морякам как штиль или безветрие из-за её монотонной безветренной погоды, – это область, где сходятся северо-восточные и юго-восточные пассаты. Она опоясывает Землю вблизи теплового экватора, хотя её точное положение меняется в зависимости от сезона. Когда она находится вблизи географического экватора, её называют приэкваториальным желобом. Там, где ЗМК втягивается и сливается с муссонной циркуляцией, её иногда называют муссонным желобом (употребление, которое более распространено в Австралии и некоторых частях Азии).

Метеорология

Изначально МТЦЗ называлась с 1920-х по 1940-е годы Межтропическим фронтом (МТФ), но после признания в 1940-х и 1950-х годах значимости конвергенции ветровых полей в формировании тропической погоды, термин Межтропическая зона конвергенции (МТЦЗ) был впоследствии принят. МТЦЗ проявляется в виде полосы облаков, как правило, грозовых, опоясывающих земной шар вблизи экватора. В Северном полушарии пассаты движутся с северо-востока на юго-запад, а в Южном полушарии – с юго-востока на северо-запад. Когда МТЦЗ располагается к северу или к югу от экватора, эти направления меняются в соответствии с силой Кориолиса, возникающей из-за вращения Земли. Например, когда МТЦЗ находится к северу от экватора, юго-восточный пассат превращается в юго-западный, пересекая экватор. МТЦЗ формируется за счет восходящих движений воздуха, проявляющихся преимущественно в виде конвективной активности гроз, вызванной солнечным нагревом, которые эффективно затягивают воздух внутрь – это и есть пассаты. МТЦЗ фактически является индикатором восходящей ветви ячейки Хэдли и характеризуется высокой влажностью. Сухая нисходящая ветвь соответствует области конских широт. Положение МТЦЗ постепенно меняется в течение сезонов, примерно следуя за положением теплового экватора. Поскольку теплоемкость океанов выше, чем у воздуха над сушей, миграция МТЦЗ наиболее выражена над сушей. Над океанами, где зона конвергенции четко выражена, сезонный цикл менее заметен, поскольку конвекция ограничена распределением температуры океана. Иногда формируется двойная МТЦЗ, с одной зоной к северу и другой к югу от экватора, при этом одна из них обычно более выражена, чем другая. В этом случае между двумя зонами конвергенции образуется узкий гребень высокого давления.

МТКЗ над океанами против суши

МТЦЗ обычно определяется как экваториальная зона, где сходятся пассаты. Сезонность осадков традиционно объясняется миграцией МТЦЗ с севера на юг, следующей за положением солнца. Хотя это в основном справедливо для экваториальных океанов, МТЦЗ и область максимального количества осадков могут быть не связаны между собой над континентами. Экваториальные осадки над сушей – это не просто ответ на поверхностное схождение воздушных масс. Скорее, они модулируются рядом региональных факторов, таких как местные атмосферные струи и волны, близость к океанам, орографически вызванные конвективные системы, повторное использование влаги, а также пространственно-временная изменчивость земной поверхности и альбедо.

Южно-Тихоокеанская зона конвергенции

Южно-Тихоокеанская зона конвергенции (ЮТЗ) – это вытянутый с запада на северо-запад и востока на юго-восток, обращенный в противоположную сторону желоб, простирающийся от теплого бассейна западной части Тихого океана на юго-восток в сторону Французской Полинезии. Она располагается к югу от экватора в теплый сезон Южного полушария, но может приобретать более внетропический характер, особенно к востоку от Международной линии смены дат. ЮТЗ считается крупнейшей и наиболее важной частью поясной области низкого давления (МТП) и имеет наименьшую зависимость от прогрева близлежащих континентов летом по сравнению с любой другой частью муссонного желоба. Южная часть МТП в юго-восточной части Тихого океана и южной части Атлантики, известная как Южная зона конвергенции Тихого и Атлантического океанов (ЮЗКТА), формируется осенью в Южном полушарии между 3° и 10° южной широты к востоку от 140-го меридиана западной долготы в периоды холодной или нейтральной фазы Эль-Ниньо – Южной осцилляции (ЭНСО). Когда ЭНСО переходит в теплую фазу, также известную как Эль-Ниньо, исчезает полоса пониженных температур поверхности моря, вызванная подъемом глубинных вод у побережья Южной Америки, что приводит к исчезновению и этой зоны конвергенции.

Влияние на погоду

Изменение местоположения зоны межтропической конвергенции оказывает существенное влияние на количество осадков во многих экваториальных странах, формируя влажные и сухие сезоны в тропиках, в отличие от холодных и теплых сезонов на более высоких широтах. Долгосрочные изменения в зоне межтропической конвергенции могут приводить к серьезным засухам или наводнениям в прилегающих районах. В некоторых случаях зона межтропической конвергенции может сужаться, особенно при удалении от экватора; в этом случае ее можно рассматривать как фронт, расположенный на переднем крае экваториальных воздушных масс. Наблюдается приблизительно 15-25-дневный цикл активности гроз вдоль зоны межтропической конвергенции, что составляет примерно половину длины волны колебания Маддена–Джулиана (MJO). В пределах зоны межтропической конвергенции преобладают слабые ветры, в отличие от зон к северу и югу от экватора, где господствуют пассаты. С увеличением числа морских путешествий через экватор моряки XVIII века назвали этот пояс штиля "тупиком" из-за спокойных, застойных или безветренных условий.

Роль в формировании тропических циклонов

Тропический циклогенез зависит от вихря нижних уровней как одного из шести необходимых условий, и пояс межтропического схождения (ИТЦЗ) выполняет эту роль, поскольку является зоной изменения направления и скорости ветра, также известной как горизонтальный сдвиг ветра. По мере миграции ИТЦЗ в тропические и субтропические широты и даже за их пределы в летний сезон соответствующего полушария, возрастающая сила Кориолиса делает формирование тропических циклонов в этой зоне более вероятным. Надвигающиеся области высокого давления с высоких широт могут усиливать тропические возмущения вдоль его оси. В Северной Атлантике и северо-восточной части Тихого океана тропические волны перемещаются вдоль оси ИТЦЗ, вызывая усиление грозовой активности, и скопления гроз могут развиваться при слабом вертикальном сдвиге ветра.

Опасности

В эпоху парусного флота, оказаться в этой области в жарком и душном климате могло означать смерть, поскольку ветер был единственным эффективным способом передвижения кораблей по океану. Периоды штиля в зоне безветрия могли приводить к тому, что корабли застревали на несколько дней или даже недель. Даже сегодня яхтсмены-любители и профессионалы стараются как можно быстрее пересечь эту зону, так как изменчивая погода и ветры могут вызвать неожиданные задержки. В 2009 году грозы вдоль зоны межтропической конвергенции сыграли свою роль в катастрофе рейса 447 авиакомпании Air France, потерпевшего крушение во время полета из международного аэропорта Рио-де-Жанейро – Галеао в аэропорт имени Шарля де Голля под Парижем. Самолет разбился без выживших, пролетая через серию мощных гроз в зоне ITCZ, а быстрое обледенение датчиков воздушной скорости стало непосредственной причиной цепи ошибок экипажа, которые в конечном итоге привели к гибели рейса. Большинство самолетов, выполняющих полеты по этим маршрутам, способны обходить крупные конвективные ячейки без происшествий.

Последствия изменения климата

На основе палеоклиматических прокси, положение и интенсивность ИТЦЗ варьировались в доисторические времена вместе с изменениями глобального климата. Во время событий Генриха в течение последних 100 тыс. лет смещение ИТЦЗ на юг совпало с интенсификацией ячейки Хэдли в Северном полушарии, одновременно с ослаблением ячейки Хэдли в Южном полушарии. В середине голоцена ИТЦЗ сместилась на север, но после изменений инсоляции в конце голоцена мигрировала на юг к своему нынешнему положению. В течение последнего тысячелетия ИТЦЗ также претерпевала периоды сокращения и расширения. Сдвиг ИТЦЗ на юг, начавшийся после 1950-х годов и продолжавшийся в 1980-х годах, мог быть связан с охлаждением, вызванным аэрозолями в Северном полушарии, согласно результатам климатических моделей; впоследствии, после вынужденных изменений градиента температуры между Северным и Южным полушариями, началось возвращение к положению севернее. Эти колебания в расположении ИТЦЗ оказывали существенное влияние на климат; например, смещение ИТЦЗ могло привести к засухе в Сахеле в 1980-х годах.

В литературе

Штиль особенно ярко описан в поэме Сэмюэля Тейлора Колриджа "Рима древнего моряка" (1798) и также служит метафорой для начального состояния скуки и равнодушия Мило, юного героя классического детского романа Нортона Джастера "Фантомная будка". Он также упоминается в книге "Ветер, песок и звезды".