Основним джерелом збагачення атмосфери водяною парою є величезна поверхня Світового океану, що становить близько 3/4 всієї поверхні земної кулі. При цьому величина випаровування з Світового океану значно перевершує випаровування з суші.
Велика частина води, що випарувалася з поверхні океанів, повертається у вигляді опадів, менша частина переноситься повітряними
течіями з океанів на материк, де також конденсується і випадає у вигляді опадів. Випадають на сушу опади частково випаровуються, і з них утворюються хмари і опади. Інша частина виноситься повітряними течіями на океани. Так відбувається безперервний обмін вологи між океанами і материками. Сталість рівня Світового океану зберігається річковим стоком.
Таким чином, що міститься в повітрі волога бере участь разом з ним у всіх його переміщеннях як в горизонтальному, так і у вертикальному напрямках. Цими переміщеннями, власне, і обумовлено перерозподіл вологи в тропосфері.
Перш ніж з'ясувати роль циркуляції в розподілі опадів, розглянемо середні річні суми опадів по широтним зонах в обох півкулях, отримані на підставі карт розподілу річних сум опадів на земній кулі, складених О. А. Дроздовим (табл. 23).
Як випливає з наведених у таблиці 23 даних, річні суми опадів по широтним зонах розподіляються нерівномірно. Так, наприклад, найбільша кількість опадів випадає в екваторіальній зоні, найменше - в високих широтах. Другий максимум середніх річних сум опадів як в північному, так і в південній півкулях спостерігається між широтами 60 ° і 40 °. У середніх широтах північної півкулі кількість опадів трохи вище, ніж у високих широтах.
Середня кількість випадають на земній кулі опадів, за даними М. І. Будико, так само близько 1000 мм. Однак за цією середньою величиною ховається велика різноманітність в розподілі опадів.
Річні, сезонні і місячні суми опадів різні не тільки в пунктах, розташованих на значній відстані один від одного. Вони можуть різнитися і в пунктах, розташованих дуже близько. Це особливо часто буває в горах, де навіть на відстані менше 100 км суми опадів, що випали в різні місяці або сезони року різко різні. Строкатість в розподілі опадів має своє пояснення.
Характер розподілу опадів на материках обумовлюється рядом причин, серед яких значне місце займає не стільки близькість джерел вологи, скільки атмосферна циркуляція. Тому з метою встановлення причин розподілу багаторічних сум опадів на материку насамперед вивчають характер циркуляції атмосфери над ним. Як показує карта розподілу опадів, над великою територією Євразійського материка річні суми опадів зменшуються в міру віддалення від берегів Атлантичного океану із заходу на схід (рис. 74). Спостерігаються при цьому в деяких районах істотні відхилення від згаданого розподілу опадів обумовлені наявністю височин і гірських хребтів.
Кількість опадів, що випадають визначається не тільки горизонтальним переносом вологи, воно багато в чому залежить, як уже вказувалося, від вертикальних переміщень великих мас повітря, що містить водяну пару. Тому в тих частинах земної кулі, де переважають циклони, опадів випадає більше, ніж в тих районах, де переважають антициклони. Важливо відзначити, що опади утворюються і при нестійкій стратифікації повітря, коли внаслідок термічної конвекції маси повітря з великими швидкостями піднімаються вгору. У цих випадках швидкість підняття повітря, що містить вологу, може досягати 5-10 м / сек і більше, що в сотні разів перевищує швидкість підняття повітря в циклонах при відсутності конвекції.
На земній кулі є місця, де велике випаровування поєднується з часто виникають висхідними рухами повітря. У цих районах кількість опадів особливо велике. прикладом
Але, як уже зазначалося, в екваторіальній зоні річні суми опадів не скрізь однакові. Як видно на графіках, на Тихоокеанському узбережжі Південної Америки в пункті Буенавентура, розташованому трохи північніше екватора (3 ° 57 'пн. Ш.), Середня річна сума опадів становить 7129 мм. Тут же, трохи південніше екватора, в пункті Гуаякіль, річна сума дорівнює 976 мм, а в Кальяо (12 ° пд.ш.) - всього лише 25 мм. Таке ж відмінність існує і в інших районах екваторіальної зони. Так, наприклад, в Аккрі (Гана) і в Дебунджа (Камерун), що знаходяться майже на одній широті (Середня Африка), випадає відповідно 686 і 9498 мм опадів, в Занзібарі (Східна Африка) - 1 596 мм, в Адені (південь Аравії) - всього 58 мм.
Майже так само нерівномірно опади розподіляються на океанах. У Коломбо (острів Цейлон) річна сума їх перевищує 2200 мм, в Кіркоров (Нова Гвінея) -5850 мм, в Антуану (Маркізькі острови) - 1900 мм і т. Д.
Вплив гірських хребтів на опади. Гірські хребти, що є перешкодою на шляху переміщення вологого повітря, викликають посилення висхідних рухів, внаслідок чого на вітряної сторони гір утворюється потужна хмарність та випадають рясні опади. Цим, зокрема, пояснюються значні суми зливових опадів, що випадають в пункті Черрапунджі, розташованому в Бенгалії на висоті 1300 м над рівнем моря (рис. 76). Високі гірські хребти в Центральній Азії, що тягнуться з заходу на схід, обмежують поширення вологих океанічних мас повітря межами півдня і південного сходу Азії та перешкоджають проникненню вологи в Середню Азію.
Вологі маси повітря з Атлантики переносяться в Європу, не зустрічаючи перешкод. У зв'язку з цим річні суми опадів, що перевищують 500 мм, характерні як для Західної, так і Східної Європи аж до Уральського хребта.
Вплив гірських хребтів на розподіл опадів виражено в багатьох частинах земної кулі. Воно чітко проявляється на Кавказі. Відомо, що в Західній Грузії, в передгір'ях і на схилах гір, в рік в середньому випадає більше 1500 мм опадів, а в сусідній Кура-Араксинськой низовини і в Араратській долині
У районі Батумі, наприклад, максимум опадів (2590 мм) припадає на висоти 200-300 м над рівнем моря і вже на висоті 520 м кількість їх зменшується до 1595 мм. Це, мабуть, пов'язано із збагаченням вологою тільки нижніх шарів повітря над Чорним морем і часто ніяк не потужними по вертикалі хмарами, що дають опади переважно у холодну пору року.
В районі Анапа - Сухумі інша картина. Починаючи від Анапи до Сухумі річні суми опадів зростають від 400 до 1520 мм. Це зростання кількості опадів знаходиться в зв'язку з підвищенням висоти гір уздовж узбережжя Чорного моря. Уздовж західного узбережжя Каспію, від Махачкали до Баку (Маштага), кількість опадів зменшується від 430 до 245 мм. Це пов'язано із загальним зниженням висоти гір від Махачкали до Апшерону.
Дуже чіткий зв'язок між сумою опадів і висотою положення станції у внутрішній частині Закавказзя - Центральної Вірменії. У Октемберяне (висота 862 м) річна сума опадів дорівнює 256 мм, Аштараці (1115 м) - 358 мм, Раздане (1766 м) - 597 мм, Арагац (3229 м) - 905 мм.
На схід від Каспію починаються Закаспійська пустелі, а між тим якби уздовж східного берега Каспію був гірський хребет висотою 2-3 км, то схили, звернені до моря, були б значно зволожені. Там, де немає гір, Каспій мало впливає на режим опадів, бо його дзеркало мало для помітного зволоження протікає над ним повітря.
Цікаво відзначити, що на поверхні морів і озер опадів випадає менше, ніж на їх бережу. Відомо, наприклад, що навіть на островах Середземного, Адріатичного, Егейського, Балтійського і ряду інших морів опадів випадає більше, ніж на водній поверхні. На Байкалі, Севані, Іссик-Кулі і інших озерах яскраво виражені плювіометріческіе депресії, що показують, що на самих озерах опадів випадає менше, ніж на деякій відстані від їх берегів. Таким чином, значна кількість вологи, що випаровується з морів і озер, не витрачається на освіту і випадання опадів над ними. Це пояснюється рядом причин, серед яких найбільш важливими є наступні: 1) низьке розташування дзеркала моря або озера в порівнянні з берегами, внаслідок чого повітря, притікає з берегів на водну поверхню, опускається; цей ефект найбільш чітко буває виражений при наявності берегових пагорбів; 2) зменшення, а часто навіть припинення термічної конвекції влітку над морями і озерами в зв'язку з відносно низькою температурою води в той час, коли суша прогрівається дуже інтенсивно.
На освіту опадів значний вплив мають і океанічні течії. У зоні теплих течій опадів випадає більше. Холодні течії перешкоджають облакообразованію, так як виникає внаслідок охолодження нижніх шарів повітря інверсія температури перешкоджає утворенню потужних хмар і опадів. На карті опадів видно результати впливу холодних течій на режим опадів на заході Південної Америки, північно-заході Африки і в інших районах земної кулі.
Відповідно до такої повторюваністю циклонів в океанах і близько до побережжя випадає найбільша кількість опадів, а всередині континенту - найменше. Внаслідок малої повторюваності циклонів на південь від 50 ° с. ш. тут переважає ясна погода, отже, має місце прогрівання і повітря навіть при циклонах не завжди досягає стану насичення водяною парою.
Існування пустель Середньої Азії є результат головним чином як малої циклоничної, так і інтенсивного нагрівання повітря і видалення його від стану насичення.
Не підлягає сумніву, що розподіл опадів на земній кулі було б іншим, якби формування їх залежало тільки від вмісту вологи повітря і не було пов'язане з характером атмосферної циркуляції, і перш за все циклонів і антициклонів.
У низьких широтах, як говорилося вище, випадання опадів обумовлено не стільки циклонічної діяльністю, скільки конвективно нестійкою стратифікацією повітря. Цей фактор особливо сильно виражений в Південно-Східній Азії, де він визначає як кількість опадів, так і розподіл їх по території.
Випадання великої кількості опадів сприяють і гірські хребти; з появою потужної термічної депресії над півднем Азії виникають мусонні вітри, спрямовані з області щодо високого тиску над Індійським і Тихим океанами в систему цієї депресії.
Мусони охоплюють райони, розташовані на південь від основних гірських хребтів Азії. Зокрема, саме тому волога, переносячи з Індійського океану, осідає на схилах цих хребтів, звернених на південь і південний схід. Перенесення вологи з Індійського океану безпосередньо не позначається на влагооборота над СРСР. Вузька смуга значних опадів на крайньому сході Азії зобов'язана своїм походженням не тільки літнім мусонним вітрам, а й часто розвивається тут циклонічної діяльності, завдяки якій відбувається перенесення вологи з боку омивають Азію південних і східних морів.
Зовсім протилежне становище існує на іншому океанічному узбережжі. Біля західного узбережжя Африки, де циклони дуже рідкісні, на 25-30 ° с. ш. середня річна сума опадів дорівнює приблизно 100 мм. Те ж саме спостерігається і на Аравійському узбережжі Індійського океану і в інших місцях.
Не треба думати, що на океанах, де велике випаровування, завжди випадає багато опадів. У ряді областей Світового океану, де переважають антіціклоніческіх умови з характерними спадними рухами повітря і інверсією температури, як, наприклад, на Атлантичному узбережжі Африки на широті 20-25 ° с. ш. річні суми опадів становлять незначні величини. Тут над океаном буває атмосферна посуха, так як опадів випадає стільки ж, скільки в пустелях Середньої Азії. Тим часом випаровування в цих районах перевищує 1500 мм на рік.