Бризы и пассаты

Влажность воздуха играет существенную роль в природных процессах. Как известно влажный воздух легче сухого, чем природа постоянно и пользуется. Одним из проявлений этого процесса являются морской и береговой бриз.

Холодный воздух тяжелее тёплого. Поэтому и днём, и ночью холодный воздух вытесняет тёплый. но днём, двигаясь по нагретой поверхности суши влажный морской воздух нагревается становится легче сухого и поднимается вверх. Имеющаяся в воздухе влага является диамагнетиком. Поэтому магнитное поле земли закручивает поднимающийся поток.Закрутка потока понижает в нём температуру, что конденсирует влагу. а т.к. сухой воздух тяжелее влажного, то он вытесняет вниз влажный воздух в морской акватории, который двигается на сушу. Этим самым формируется морской бриз верхней части рисунка. Ночью же суша остывает быстрее поверхности воды. И холодный воздух с суши выдавливает морской воздух, который поднимается вверх, закручиваясь магнитным полем земли. Закрутка потока воздуха понижает его температуру, что конденсирует влагу.

Если в морском бризе облачка из сконденсированной влаги появляются над сушей, то в береговом бризе облачка из сконденсированной влаги появляются над морем. Но и в том, и в другом случае существуют замкнутые траектории движения воздуха типа изображённых на верхней части рис 1.

Влажность воздуха в сочетании с температурой формируют и океанские пассаты.

Взятое из интернета распределение температуры поверхности воды в какой-то из дней имеет вид.

Примерно на 30 широте как к северу, так и к югу температура поверхности океана ниже чем температура в районе экватора. И более холодный воздух устремляется к экватору. Можно сослаться на силу Кориолиса, которая отклоняет влагу воздуха вправо в северном полушарии и влево в южном полушарии, формируя пассаты. Но в основе силы Кориолиса лежит всё та же влага. Ведь вода является диамагнетиком. И магнитное поле земли заставляет влажный воздух двигаться по направлению силы Кориолиса. Двигаясь по поверхности воды воздух насыщается влагой. А т.к. влажный воздух легче сухого, то он поднимается вверх, немного не доходя до экватора как с севера, так и с юга. И в районе экватора формируется полоса штиля, которая в зависимости от зима-лето смещается к северу или к югу.

Поднимающийся вверх влажный воздух магнитным полем земли закручивается, что охлаждает его. При охлаждении воздуха влага конденсируется, создавая облачность. Магнитное поле земли, действуя на воду как на диамагнетик, создаёт реки в океане. Но и влажность в тучах, сформированных пассатами, также подчиняется магнитному полю земли. Поэтому сформированные поднимающимся воздухом тучи в северном полушарии двигаются с востока на запад на Америку, создавая в США аллею торнадо. Осушенный же, поднятый вверх воздух направляется обратно к 30 широте и опускаясь вниз создают повшенное давление. Круговорот воздуха по поверхности океана и по высоте создаёт ячейку Гадлея. Современная же метеорология следствие (повышенное давление) выдаёт за причину формирования пассатов. А вот ячейка Ферреля действительно создаётся возникшим на 30 широте повышенным давлением. Появляется поток к северу в северном полушарии и к югу в южном полушарии. Двигаясь по поверхности океана воздух насыщается влагой, поднимается вверх и осушенным возвращается обратно, формируя ячейку Ферреля.

Т.е. рисунок 3 демонстрирует, что зона западных ветров, формирует ячейку Ферреля. Мексиканский же залив (координаты 30,5 градуса-50,5 градуса) целиком относится к ячейке Ферреля. Тем не менее в конце зимы и весны Мексиканский залив прогрет достаточно хорошо. И дующие над ним ветры испаряют влагу, которая конденсируясь поступает на США. В то же время на севере ячейки Ферреля всё ещё холодно, т.е. в конце зимы и весной на высоте порядка 10 км появляется поток воздуха с севера (ячейка Ферреля) с низкой температурой. В то же время с мексиканского залива ветры Атлантического океана нагнали тёплую влагу. На высоте встречаются холодный северный воздух (ячейки Ферреля) и влажный, тёплый воздух, поступившй с Мексиканского залива. Если до этого момента влага никак себя не проявляла, то при встрече с холодом начинается интенсивная конденсация влаги. Возникает мощная облачность. И конечно же, зимой и весной возникают условия "сковородки Бенара": нижняя часть облаков с достаточно высокой температурой и холодный воздух наверху облаков. В облачности формируются ячейки Бенара. В видике "Как возникают торнадо" https://www.youtube.com/watch?v=UPYiaMxozFk названо даже 87 торнадо, возникших 5 февраля 2008 года. В видике, претендующем на научную объективность как обычно вешают лапшу на уши. Один из учёных заявил, что эта катастрофическая ситуация спровоцирована Ла Ниньо, в то время как это стандартная ситуация, вызванная существованием Мексиканского залива и ячейки Ферреля. Летом же и осенью с севера на высоте практически холода не поступает. И торнадо возникают редко.

В океанологии и в метеорологии делается масса предположений по поводу того, почему у берегов Перу вместо холодного течения вдруг по щучьнму велению, неизвестно по чьему хотению возникает тёплое течение. Авторы гипотез вероятно плохо учили физику. Ведь общеизвестно, что потоки воздуха над поверхностью воды её охлаждают. А Эль Ниньо характеризуется тем, что исчезают пассаты. Пассаты исчезли, нет и движения воздуха, испарение воды прекратилось, температура поверхности увеличилась.

Т.е. проблема заключена в выяснении причины исчезновения пассатов. Пассаты же возникают при наличии пониженной температуры в месте их возникновения. Эту низкую температуру и предоставляет пассатам холодное Перуанское течение.

А мы уже знаем, что глобальные океанские течения сформированы из последовательностей вихрей Бенара. Т.е. вдоль береговой линии Перу двигаются водяные вихри Бенара. И тут на пути вихрей появляется излучина береговой линии примерно в центре Южной Америки (по красной стрелке).

Немного отвлечёмся от темы на рассмотрение теплового движения вихрей Бенара в газах и в жидкостях, структура которых сформирована из вихрей Бенара. В силу своей природы вихри покоиться не могут. Но свободного объема для перемещения вихрей катастрофически не хватает. Поэтому для своего движения вихри используют любую возникшую рядом с ними щелку. Но щелка может возникать как по ходу движения вихря Бенара (и направление движения ему изменять не надо), так и сбоку для чего вихрю надо изменить направление своего движения (т. е. изогнуть цилиндрик вихря). При прямолинейном движении вихря, протискиваясь в щелку, он только вытягивается и уменьшает свой диаметр. Идёт перераспределение его энергии: кинетическая энергия увеличивается, тепловая уменьшается. Стреляя же в щелку из-за угла вихрь напротив увеличивает величину тепловой энергии, уменьшая величину кинетической энергии. Поэтому броуновское движение вихрей Бенара сопровождается появлением локальных нагретых объёмов и локальных холодных объёмов.

Подобная ситуация наблюдается и в Перуанском течении в излучине по стрелке. Вихри течения изменяют направление своего движения, что сопровождается повышением температуры воды. Исчезают условия для существования пассатов, начинает развиваться Эль Ниньо. С другой стороны примерно на границе между Перу и Эквадором

вихри Бенара Перуанского течения уходят от береговой линии на оперативный простор. Исчезновение взаимодействия с береговой линией ведёт к увеличению их кинетической энергии и к соответствующему понижению тепловой энергии. Вихри течения между собой взаимодействуют вершиной одного вихря и основанием другого вихря. В одном случае (в вершине) движение идёт от центра к периферии, а во втором случае (в основании) от периферии к центру. В результате взаимодействия выравнивается температура. А т. к. кинетическая энергия вихрей на границе Перу и Эквадора увеличивается, то взаимодействие вихрей ведёт к передаче температуры в обратном направлении. Температура Перуанского течения уменьшается вплоть до излучины. Формируется Ла Ниньо. В результате Эль Ниньо и Ла Ниньо формируют что-то типа «синусоиды»

Эль Ниньо с объективной неизбежностью сменяется Ла Ниньо, которое вновь заменяется Эль Ниньо и т. д. по циркулю.

Подобная ситуация возникает не только в Перуанском течении.

На верхнем рисунке показано Калифорнийское течение, которое двигается вниз в направлении экватора, внизу ситуация в Каспийском море, в которой вихри двигаются вверх. И в том, и в другом случае вихри от берега уходят на оперативный простор, что сопровождается увеличением их кинетической энергии и уменьшением тепловой энергии. И полученное охлаждение воды распространяется в обратном направлении.