13. CYRKULACJA LOKALNA

Na wielu obszarach kuli ziemskiej obserwuje się wiatry miejscowe (lokalne), wykazujące znaczną niezależność od występujących w danym miejscu cech ogólnej cyrkulacji atmosfery. Nakładają się one na ogólną cyrkulację z tak dużą siłą, że niekiedy na pewnych obszarach mogą w dużym stopniu lub nawet całkowicie stłumić jej zasadnicze cechy.

Wiatry lokalne występują jednak w wiele mniejszej skali, w zależności m.in. od pory doby lub roku (bryza, wiatry katabatyczne). Nazywamy ją cyrkulacją okresową. Innym rodzajem wiatrów lokalnych są prądy cyrkulacji ogólnej, które pod wpływem czynników lokalnych, np. orografii terenu ulegają zaburzeniom (fen, bora). Mamy tu do czynienia z zależnością od sytuacji synoptycznej. Cyrkulacja taka nosi nazwę nieokresowej. Niekiedy jako wiatry lokalne, o swoistej specyfice, traktuje się na niewielkich obszarach te prądy powietrza, które w rzeczywistości są prądami cyrkulacji ogólnej - np. sirocco (południowe Włochy), hamsin (burza pyłowa - Egipt), samum (północna Afryka, Arabia) i inne. Bardzo swoistymi cechami odznaczają się wiatry związane z cyklonami tropikalnymi. Nazewnictwo wiatrów lokalnych tworzy bardzo długą listę (ponad 200 nazw).

CYRKULACJA LOKALNA
OKRESOWA		NIEOKRESOWA
ZWIĄZEK		ZWIĄZEK
Pora roku, doby		Sytuacja synoptyczna
Podłoże: rodzaj i urzeźbienie		Podłoże: rodzaj i urzeźbienie
monsun		fen
bryza		bora
wiatr górski i dolinny

Rys. 26 - Rodzaje cyrkulacji lokalnej i charakterystyczne wiatry

13.1. WIATRY OKRESOWE

Do najbardziej charakterystycznych wiatrów wywołanych przyczynami termicznymi należy bryza. Ta cyrkulacja rozwija się ze względu na różne właściwości podłoża głównie wodnego i lądowego. W dzień skutkiem małej pojemności cieplnej lądu, temperatura jego powierzchni jest większa niż temperatura powierzchni morza i dlatego zalegające na nim powietrze ogrzewa się szybciej od powietrza. Unosi się do góry i rozpręża się, a na jego miejsce napływa dołem chłodniejsze powietrze znad wody. Górą natomiast chłodniejsze powietrze przemieszcza się w kierunku morza i ulega ochłodzeniu. W pewnej odległości od brzegu jest już na tyle ciężkie, że osiada. Powstaje więc cyrkulacja, w której prądy powietrzne przenoszą chłodne i wilgotne powietrze znad zbiornika wodnego nad ląd (bryza dzienna, morska, chłodna). W nocy kontrast termiczny powietrza zalegającego nad lądem i morzem odwraca się i przy powierzchni ziemi formują się prądy powietrzne skierowane znad lądu ku morzu (bryza nocna, lądowa, ciepła).

Rys. 27 - Cyrkulacja powietrza podczas bryzy

Zasięg bryz zależy od dobowej różnicy temperatury powietrza nad lądem. W obszarach okołozwrotnikowych cyrkulacja bryzowa występuje wyraźnie przez cały rok, najsilniej na zachodnich wybrzeżach kontynentów (zimne prądy morskie, wysokie ciśnienie) i ma największy zasięg, zarówno poziomy - dochodzący do 200-300km (przy sprzyjającej orografii terenu) jak i pionowy- ponad 2000m.

W literaturze często wspomina się o bryzie jeziornej, a nawet bryzie miejskiej. Wyrazistość i zasięg tych wiatrów jest mniejszy, ale zarówno przyczyny powstawania, jak i mechanizm działania jest ten sam, co przy bryzie morskiej - kontrast termiczny na dwóch odmiennych podłożach. Nie stwierdzono bryzy leśnej, choć definiuje się wiatry leśne [15].

Do cyrkulacji lokalnej wywołanej kontrastami termicznymi, o dobowym okresie zmiany kierunku (podobnie jak bryzy), należą także wiatry górskie i dolinne.

Rys. 28 - Wiatr górski i dolinny

Podczas pogody bezchmurnej w ciągu dnia zbocza dolin ogrzewają się znacznie, a od nich przylegające powietrze, które rozpręża się unosi po stokach do góry. W rezultacie wzdłuż podłużnej osi doliny, w kierunku przeciwnym do jej spadku wieje wiatr dolinny. Powietrze jest zasysane z niższych części doliny i przemieszcza się po stokach nasłonecznionych, gdzie jako cieplejsze tworzy prądy wstępujące, a na jego miejsce napływa powietrze z niższych partii doliny. Wiatry te w ciągu dnia często wywołują powstawanie bardzo silnie rozbudowanych chmur kłębiastych nad grzbietami górskimi otaczającymi doliny. Taki ruch nazywamy wiatrem dolinnym.

Podczas pogody bezchmurnej w nocy występuje wiatr wiejący od strony gór w kierunku wylotu doliny. Następuje więc odwrócenie cyrkulacji dziennej. Zbocza oraz przylegające do nich powietrze ulegają silnemu wychłodzeniu i obserwuje się grawitacyjny spływ chłodnego i ciężkiego powietrza po stokach ku najniższym częściom doliny. Taki ruch nazywamy wiatrem górskim. Podsumujmy:

Wiatr górski - katabatyczny, chłodny, nocny, spływający z gór ku dolinom. Wiatr dolinny - anabatyczny, ciepły, dzienny wiejący w górę doliny

albo ku szczytom, graniom.

Wiatr górski (niekiedy cały system cyrkulacyjny) jest zaliczany do grupy wiatrów katabatycznych. Prędkość ruchu tego wiatru jest uzależniona dodatkowo od orientacji i kąta nachylenia zboczy oraz dłuższej osi doliny. Cyrkulacja obejmuje całe systemy dolin w obszarach górskich. Również w przypadku tych wiatrów spotykamy się z wieloma lokalnymi nazwami.

13.2. WIATRY NIEOKRESOWE

Oprócz wiatrów okresowych wyróżnia się jeszcze całą grupę cyrkulacji powietrza o zasięgu lokalnym, która jest wywołana jednoczesnym oddziaływaniem czynników orograficznych i makrosynoptycznej sytuacji barycznej. Cechy termiczne tych wiatrów są już dalszym następstwem wcześniej uruchomionego procesu. Najbardziej charakterystycznymi ich przypadkami są fen i bora.

Fen to ciepły i jednocześnie suchy, odznaczający się dużą porywistością wiatr, wiejący z gór w kierunku dolin i kotlin. Do jego powstania niezbędne jest istnienie bariery górskiej, prostopadłej do kierunku przemieszczania się masy powietrza. Jej wysokość oraz wilgotność powietrza muszą być na tyle duże, aby przy wymuszonym znoszeniu się powietrza nastąpiło skroplenie zawartej w nim pary wodnej i wystąpił opad atmosferyczny. Mechanizm powstawania cyrkulacji wymaga, aby po stronie dowietrznej ciśnienie było wyższe, a powietrze przemieszczające się zgodnie z kierunkiem gradientu, wznosiło się do góry i przekraczało grzbiet górski. Po stronie dowietrznej powietrze wznosi się wzdłuż zbocza i ochładza na początku suchoadiabatycznie, a wyżej, po osiągnięciu stanu nasycenia - wilgotnoadiabatycznie. Procesowi ochładzania towarzyszy kondensacja, formowanie się chmur i opadów.

Rys. 29 - Schemat powstawania fenu

Po stronie zawietrznej powietrze opada i ogrzewa się suchoadiabatycznie, co powoduje wzrost jego temperatury i spadek wilgotności względnej - dlatego jest wiatrem suchym i ciepłym o znacznej prędkości. Występując u schyłku zimy feny powodują szybki zanik pokrywy śnieżnej i znaczny przybór wody w lokalnych systemach rzecznych, a ich znaczna prędkość może przyczyniać się do strat w drzewostanie zboczy górskich.

W różnych górach na świecie feny mają też swoje lokalne nazwy, np.: chinook w Górach Skalistych, autan - Pireneje (południowo-zachodnia Francja), zonda - Andy (środkowa Argentyna), seistan - północno-zachodni Iran, Irak i inne, a u nas halny.

W rejonie Adriatyku i Morza Czarnego pojawia się, szczególnie w okresie zimy bardzo silny, porywisty i chłodny wiatr katabatyczny, wiejący w stronę morza z sąsiadujących, niezbyt wysokich obszarów górskich, noszący nazwę bora. Powstaje wtedy, gdy nad morzem jest obszar dość niskiego ciśnienia i zalega tam stosunkowo ciepłe powietrze. Nad sąsiadującym płaskowyżem zlega powietrze dość zimne, a jego miąższość jest względnie duża przy podwyższonym ciśnieniu. Różnica ciśnienia pobudza dodatkowo ruch powietrza tak, że w efekcie zaczyna ono spływać w kierunku morza.

Rys. 30 - Schemat powstawania bory

Spływające powietrze z powodu znacznego wyziębienia, mimo ogrzewania się (suchoadiabatycznego), osiągnąwszy poziom morza, jest - w stosunku do masy wypieranej znad akwenu - powietrzem bardzo chłodnym. Opadając po stromych stokach osiąga znaczne prędkości (niekiedy przekraczające kilkadziesiąt m/s) i to tym większe im niższe jest ciśnienie nad morzem. W wielu rejonach bora ma swoją lokalna nazwę, np. sarma - nad Bajkałem, willywaw - w Cieśninie Magellana, naschi - w rejonie Zatoki Perskiej, helm - Cumberland (Anglia) i wiele innych.

W literaturze zachodniej wiatry zarówno dzienne (o których rzadko się wspomina) jak i nocne (o wiele wyraźniejsze) określa się wspólnym terminem „wiatrów katabatycznych”.

---