XXIII.
A légkör általános körzése.
219. A megoldandó feladat. Az előző fejezetben megmutattuk, hogy a tudósok MAURY óta miként hozták tisztába azokat a látszólag bonyolódott, de valójában oly egyszerű törvényeket, melyek a légkörnek az óczeánok feletti mozgását megszabják.
De a feladatnak ez a része a legegyszerűbb. Ha a levegő mozgását a szárazföldek felett akarjuk tanulmányozni, mindjárt látni fogjuk, mennyire bonyolódik a kérdés. A szárazföldek partjaik miatt, de még inkább domborulataik miatt, szabálytalanok. Míg a tengerek felett a levegő egyetlen és egységes anyaggal, vízzel érintkezik, a szárazföldeken oly helyekre száll, a hol a sugárzóképesség változó; majd egyenletes síkságra talál, majd hegylánczokra, melyek a levegőtömegek minden vízszintes mozgását megakadályozzák, míg a tengereken a megkezdett mozgás szabadon tovább folyik a kezdeti és az elhajlító erő folytonos hatása alatt.
Ezért a levegő körzésének feladatát eleinte csakis képzeletbeli Földre nézve oldották meg, a melyet egyenletes anyag, homok vagy víz borít. Ily feltevéssel tárgyalta a dolgot FERREL (1856–1861), W. SIEMENS (1883) és HELMHOLTZ (1888).
De bármily érdekesek is e tudós matematikusok számításai, nem felelnek meg a valóságnak, mert a Föld nem egyenletés szferoid, hanem oly gömb, melynek felszine egyenetlen és a melyet szabálytalanul borítanak be szárazföldek és tengerek.
A franczia DE TASTES oldotta meg legelőször a levegő körzését a Földön a valóságnak megfelelően, vagyis kereste a feladat gyakorlati megoldását az érdekes matematikai fejtegetések helyett.
Mindenek előtt úgy állította fel elméletét, hogy a nagy meteorológiai jelenségektől elkülönítette az apró, járulékos jelenségek lim-lomát, melyek elhomályosítják őket és a melyek felhalmozódása elfedi az általános törvényt. Miként helyesen megjegyezte, ha KEPLER a bolygók helyzetét az újabb pontos megfigyelésekkel észlelte volna, nem ismerte volna fel az ellipszist abban a finoman csipkézett görbében, melyet kölcsönös vonzásuk nagyon alárendelt hatása alatt leírnak.
220. A tengeri áramlatok fontos szerepe. Az óczeán meleg áramlatai fontos szerepet visznek a meteorológiában. Mindjárt megértjük, ha figyelemmel kísérjük, mi megy végbe a Golf-áramlat hatása alatt a mi eurázsiai (európai-ázsiai) szárazföldünkön.
Minthogy a víznek van az eddig ismert testek között – a hidrogén után – a legnagyobb fajhője, azért minden test közül a legnehezebben melegszik föl és legnehezebben hűl ki, a Golf-áramlat a nagyobb szélességi fokokon is megőrzi melegének egy részét, melyet magában felhalmozott az egyenlítői vidékeken való hosszú útjában. A levegő, a mely e langyos vizek felett
nyugszik, az érintkezés következtében nagyobb hőmérsékletűvé válik, mint a szomszédos rétegek, tehát hosszú, meleg és megritkult csíkot alkot, mely kedvezvén, az egyenlítői levegő tovahaladó mozgásának a sarkvidékek felé, ez áramlásnak mintegy ingerlő szeréül szolgál. Felismerhető tehát, hogy a tengeri Golf-áramlat valóságos légköri Golf-áramlatot kelt.
De e légi Golf-áramlatot nem tartóztatja fel, mint a vele rokon folyadékáramlatot, a szárazföldek korlátja; hanem a légáramlat folytathatja útját Európa északi részén, a hol lehűlve, lecsapja eső, vagy hó alakjában azokat a párákat, a melyek telítik és eredetének bizonyságául Svédország, Finnország és északi Oroszország számtalan tavát bő vízzel látja el és viszont megindítja a visszatérő áramlatot a sarkoktól az egyenlítő felé.
A Föld forgásának hatása alatt folytonosan jobbra hajolva, végre délnek fordul; de ekkor már leadta vízpáráit Európa északi részén; midőn visszaszáll keleti Európán, már száraz és hideg szél, a mely megadja ily módon e vidék (az orosz lapály) uralkodó meteorológiai jellegét.
Abban a mértékben, a mint az egyenlítőhöz közeledik, felmelegszik és mint száraz szél a Föld forgása következtében folyton jobbra hajolva, egészen É.K-i áramlattá válik. Tehát szárító szél alakjában vonul át a vidékek felett; innen van a sivatagok folytonos sorozata Turkesztánban, Arábiában és a Szaharán, végül azokon a vidékeken, a melyeken végső ága átvonul, majdnem párvonalasan az egyenlítővel és bezárja azt a roppant kört, a melyet az Atlanti-óczeántól kiindulva megfut (l. aIX. térképlapot).
221. Középponti szélcsendes öv a légkörzésben. E szerint úgyszólván levegőfolyóval van dolgunk, mely teljesen szélcsendes vidék körül áramlik, melyet joggal velhetünk egybe az Atlanti-óczeán nagy körével, a Sargasszo-tenger-rel.
E légi köráramlatban, melyben a levegő többé-kevésbé gyorsan forog az óramutató járásának irányában, a föld felszinére gyakorolt nyomás, melyről minden pillanatban a barométer ad számot, annál kisebb, minél gyorsabb a mozgás.
Tudjuk, hogy minden levegőáramlat, mely valamely úton köröz, a nyomást csökkenti. Fordítva, mihelyt valahol kis nyomás van, a levegő oda tólul és áramlást indít meg; e két tünemény: kisnyomás és levegőmozgás összefüggő és elválaszthatatlan jelenségek.
A mi levegőkörzésünk középponti övében a levegő rendesen csöndes és a nyomás nagy. Ezt az állapotot az izobárok vizsgálata bizonyítja, melyek a nagy nyomások övében körülbelül egyközepű, a középpontból a kerület felé csökkenő nyomású görbéket alkotnak, e szélcsendes övet körülvevő levegőáramlatban a nyomás kicsiny, de az izobárok nagy szabálytalanságot mutatnak. A nyomás itt azért kicsiny, mert a levegő a kiindulás helyén meleg és mert a kezdeti nyomást az áramlás tovább nem fokozza.
222. A légkörzés szabályos járásának zavarai. – Szélörvény. A mi éghajlatunk minden változása e szélcsendes öv és az őt körülvevő levegőfolyamnak egy középállás körül végzett ingadozásaitól függ; ezeknek az ingásoknak figyelmes észleléséből remélhetjük, hogy az időjárást előre jelezhetjük, a mi mindig a meteorológia főfeladata marad. Mindjárt látni fogjuk, miként születnek meg a viharok az imént tárgyalt légi folyamban.
|
97. rajz. |
Az említett légköri áramlat, melyet a Golf-áramlat meleg vize hoz létre, úgy végzi tehát körzését, hogy két, nála hidegebb part között folyik. Balpartja homorú és jobbpartja domború. E balparton a levegőrészecskék a középponttól távolabb lévén, nagyobb sebességűek. Ugyanaz történik tehát ezen a parton, a mit a kanyargó medrű vízfolyáson észlelünk. |
A vízfolyás ily helyén (97. rajz) az áramlat erősebb a homorú oldalon; az A folyadékrészecskék súrlódása a mozdulatlan parthoz nagyobb lesz és e homorú parton keletkeznek a folyadékörvények, melyeket oly gyakran látunk a gyors folyókon a part mentén éppen azokon a helyeken, hol az áramlás a leghevesebb. A homorú oldalon keletkező emez örvényekben, a víz abban az irányban forog, a melyben a vízszintes kerék forogna, ha ez áramlatot követve, végig gördülne ezen a parton. Ha tehát, mint a 97. rajz esetében, a vízfolyás az óramutató járásával egyező irányban fordul, az A örvény ellenkező irányban forog.
Ugyanily jelenségeknek kell bekövetkezniök a mi levegő-
folyónkon is; légköri örvények keletkeznek a hidegebb levegő-alkotta homorú parthoz való súrlódásból; ez örvények az óramutató járásával ellenkező irányban forognak; a levegő forgása czentrifugális erőt kelt, melynek következménye a nyomás csökkenése az A középpontban. Itt tehát barométeres sülyedés lesz, mely körül az izobárok nagyjában egyközepű görbék. A légköri folyás cziklónos középpontot, szélörvényt szül; ez éghajlatunk alatt főként télen történik meg, mert a levegőáramlatnak akkor nagyobb a terjedelme és a sebessége.
223. A körzés szabályos menetének esete. – Barométeres ingadozás. De a folyókban az örvények még az éppen jelzett körülmények közt sem jelentkeznek mindig és terjedelmük és sebességük a vízállással és az áramlas sebességével változik. Éppen így a mi légi folyónkban is, melynek szélessége, mélysége és kezdeti sebessége nagyon kiterjedt határok közt változik, ezek a roppant forgó mozgások nem keletkeznek folytonosan és gyakran hosszú, viszonylagos szélcsend választja el őket.
A légi folyam ily körülmények közt lassú, folytonos ingadozást mutat, hasonlóan a hosszú és szabályos hullámokhoz, a melyek tovafutnak a nagy óczeánokon, még a legcsöndesebb időben is; e légi hullámzást a barométer tünteti fel, mely sülyed a sűrűsödött hullám átvonulásakor és emelkedik a megritkult hullám alatt, mely amazt követi. E viszonylagos szélcsend a legáltalánosabb eset; ez tapasztalható gyakran nyáron a mi európai éghajlatunk alatt.
E hatalmas légáram magyarázza Európa nyugati partjain a nyugati és délnyugati szelek túlsúlyát, melyet mérsékelt éghajlatunk alatt mindenki észlelhet.
222
224. A szélforgás éghajlatunk alatt. – Dove szabálya. Abból, a mit éppen mondottunk, az következik, hogy a legközönségesebb esetben, midőn a levegőfolyam áramlása szabályos, a nyugateurópai vidékeken és főként Középeurópában, a nyugati és délnyugati szelek uralkodnak. De midőn a légkörzés menetét örvénylések zavarják, a szeleknek iránya változó. Látni fogjuk, hogy ez a törvény, a mely e szelek sorrendjét igazgatja, az imént előadottak egyik következménye. Ha reápillantunk az Atlanti-óczeán északi részének légkörzés-térképére, látjuk, hogy Középeurópa vidékei majdnem mindig a menetágtól délre és a visszatérő ágtól északra esnek.
98. rajz.
Gondoljuk az első esetet (l. a 98. rajzot); legyen A a nyugatról keletre vonuló C barométeres depresszió (sülyedés) középpontjának útjától délre fekvő állomás. A folyamat kényelmesebben lerajzolható, ha feltesszük, a mi egyre megy, hogy az állomás fordított irányban mozog a mozdulatlannak képzelt C örvény felé, az AB irányban. Az olvasó emlékezetébe idézzük, hogy a mozgás cziklónos és az északi félgömbön lévén, a levegő mozgása a középpont felé tart és az óramutató járásával ellenkező irányú forgást végez. Mihelyt az észlelő M-be érkezik, oly szelet talál, a melynek iránya MT, érintője a forgatagnak. Vegyünk fel a rajzlapon egy O pontot és húzzunk e pontból MT-vel párhuzamos OV egyenest. Midőn az észlelő előbbre halad a cziklónos rendszerben, egy második M'T' szelet talál; húzzunk az O pontból egy második OV' vonalat az M'T'-gyel párhuzamosan. Az észlelő tovább folytatván útját, egy harmadik M''T'' irányú szelet talál; húzzuk OV''-t párvonalasan M''T''-vel; aztán Pθ, θ', θ'' szelet talál, a melyekhez az O pontból meghúzzuk OU, OU', OU'' párvonalas egyeneseket. Tehát egész sorozat szélirányunk van: V, V', V'', U, U', U'', melyek 1, 2, 3... sorban következnek egymásután, vagyis ha a szélzászlót szemléljük, mely minden pillanatban a szélirányt jelzi, akkor a cziklón átvonulásakor a zászlót az óramutató járásával egyező irányban látjuk forogni, ha a szélzászló a légforgó C középpontjától délre esik.
99. rajz.
A 99. rajz megtekintése mutatja, hogy abban az esetben, midőn az állomás északra van a körzés visszatérő ágától, mely keletről nyugatra tart, a jelenség ugyanolyan lesz és a szélzászló akkor is az óramutatóval egyező irányban forog. Ezt DOVE német meteorológus a XIX. század elején a következő törvényben fejezte ki: Midőn a szél Európa közép részén irányát megváltoztatja, az egymásután következő irányok az óramutató járásával egyező értelemben forognak. 225. Dove törvényének igazolása. DOVE e törvény igazolását nemcsak a maga hosszú észleléssorozatában találta meg, hanem előző századok történetében, a római és görög történészek írásaiban is, sőt már Salamon könyvében is. (*) Ez a törvény egyike az általános meteorológia egyik legjobban megalapozott törvényének. Minden pillanatban igazolódik. Nevezetes tapasztalati bizonyságot is szereztek ebben a dologban, midőn újabban léghajóval a Földközi-tengeren való átkelésre a két első kísérletet megtették; elindulva északi széllel Francziaország partjairól – bármily ügyesek is voltak a léghajósok – csakhamar északkeleti, majd keleti szelet találtak; erre délkeleti szél következett, a mely Spanyolország felé vitte őket, végül déli szelet, a mely visszavitte a bátor léghajósokat kiinduláshelyükre; a szél tehát a DOVE törvényében kimondott irányban forogva következett egymásután. (*) A Prédikátor könyvében (1,6): "Siet délre, és átmegy észak felé; körbe-körbe siet a szél, és a maga keringéséhez visszatér a szél." [NF]
224
226. Körzés a Csöndes-óczeán északi részén. A Csöndesóczeán északi medenczéje ugyanily jelenségeket mutat; de roppant kiterjedése és az őt határoló szárazföldek elhelyezkedése az észlelést nagyobb mértékben megnehezíti. Itt a Kuro-Szivo helyettesíti a Golf-áramlatot; de itt nincs olyan óriási tenger, mint a vele rokon Atlanti-óczeánon, a mely ezt az áramlatot a sarkvidékig vezesse; a Behring-szoros sokkal szűkebb, semhogy elegendő átfolyást adna, s így zárt gyűrűt ír le. E gyűrű felett mozog a Csöndes-óczeáni légkörzés, hasonlóan az Atlanti-óczeánéhoz, miként a IX. térképlapon jól látható; de e körzés az őt szülő tengeri áramlat útja miatt, mely nem megy magasra a sark felé, szintén nem emelkedik oly nagy szélességi fokokhoz, mint az északi Atlanti-óczeán körzése. Átszeli az északamerikai Sziklás-hegység északi lánczolatának gyönge gátját, csapadékával táplálja Észak-Amerika nagy édesvízi tavait, leszáll a Misszisszippi nagy völgyében a Mexikói-öböl felé, a hol a "norte" (északi) szélviharokat idézi elő, melyeket a hajósok oly jól ismernek és a tévesen alkalmazott passzát név alatt visszatérve a Csöndes-óczeánra, bezárja a roppant kört, a mely azonban kevésbé határozott, mint az északi Atlanti-óczeáné. Megemlítjük futólag, hogy a Csendes-óczeáni körzés leszálló ága és az Atlanti-óczeán körzésének felszálló ága szomszédosak, a déli Egyesült-Államokban egymáshoz közelednek és itt egymással ellentétes irányú a sebességük. E fontos jelenségre még visszatérünk, hogy megmagyarázzuk, sőt előre jelezzük azoknak a borzasztó cziklónoknak eredetét és idejét, a melyek e vidékeken időszakonként pusztítanak. 227. Körzés az ázsiai fensík fölött. Az a roppant szárazföldi térség, a melyet ázsiai Oroszország és Khina alkot, e két körzésen majdnem kívül marad és alakulatánál fogva is egészen különös levegőjárásnak színtere. A Pamir magaslataitól a Mongol-fensíkig, nyugatról keletre a földgömb legváltozatosabb hegyvidékétől átszelve, ez a vidék e roppant gáttól mind északra, mind délre különös meteorológiai körülményeket mutat; délre a monzun-járást találjuk, melynek elméletét az előző fejezetben adtuk; északon a szélsőseges éghajlat legerősebben kifejlett példáját, mely kizárólag szárazföldi jellegű, nyáron perzsel, télen fagyaszt. Ez az óriási szárazföld, a mely magában foglalja egész Szibériát, teljesen kivonja magát a tengeri szelek mérséklő hatása alól és majdnem mindig teljesen derült napokat mutat. Itt főként télen nagy a nyomás és tartós a szélcsend, kedvező előfeltételei a szigorú és közmondásos hidegnek, a mely a Föld kerekségén a legalacsonyabb észlelt hőmérsékletnek felel meg. Nyáron ez a szárazföld túlhevül és ekkor áthelyeződik a kislégnyomás középpontja – a mely az elmélet értelmében a Behring-szoros bejárójánál oly állandóan megül, hogy évi átlagban is itt mutatkozik (l. a I. térképlapot) – és az ázsiai szárazföldre vonul. De csak rövid ideig váltja fel a nagynyomás középpontját, a mely itt annyira uralkodik, hogy az évi átlag térképén csak ez tűnik ki. 228. A sarkvidékek nyugati szele. Végül a sarkvidékeken – mint láttuk – a czentrifugális erő következtében a földszínre húzódó ellen passzát majdnem kizárólag nyugatról keletre tartó széllé alakul. Ezért az Atlanti- és Csöndes-óczeánok körzésétől északra oly övet találunk, a melyet nyugatról keletre tartó szelek söpörnek végig és e gyűrű közepén a sarki gömbsüveg szélcsendben van. 
230. A levegő általános körzése az egész Földön. Hasonló elmélkedések alapján ábrázolhatjuk a déli félgömb három nagy óczeánjának, az Atlanti-, a Csöndes- és az Indiai-óczeánnak légkörzését. Megtaláljuk itt is a három légi kört, melyekhez délről nagy, nyugat-keleti köráramlat csatlakozik, a déli tengerek ama nyugati légáramlása, a melyről már szólottunk.
Az egész földgömb általános légkörzését a IX. térképlap mutatja, mely szintén másolata DE TASTES térképének. Látjuk, hogy a levegőnek a körmozgás homorú oldalához való súrlódásából a déli félgömbön keletkező légörvények forgása ellenkező értelmű, mint az északi félgömbön keletkezőké, az elméleti mechánika következtetéseinek megfelelően (15).
226
231. A szélcsend övei. A nagy légi körzések közt természetesen oly vidékeknek kell lenniök, a hol a légmozgás csekély, változó és határozatlan. Így tehát mind az Atlanti-óczeánon, mind a Csöndes-óczeáiion találhatók oly vidékek, a melyeket a hajósok az egyenlítői szélcsend öve néven nagyon jól ismernek; a légmozgás itt kizárólag felfelé irányul s nincsen vízszintes összetevője. A körzések középponti részén, a hol a nagy nyomások vannak. csak gyönge, határozatlan, csekély tartamú, változó irányú szellők fújnak; ezeket a helyeket nevezik a hajósok a térítői szélcsendeknek; a szélcsend itt nem olyan teljes mint az egyenlítőn, de eléggé határozott hogy a nevét megérdemelje; ilyenformán két ráktérítői szélcsendünk van az északi földtekén és három baktérítői szélcsendünk a déli féltekén.
227
232. A légkör nagy hatásközéppontjai. Mindig újra megtaláljuk hát ez öt fontos pontot, kettőt az északi és hármat a déli földgömbön. Egymásután foglalkoztunk a következő középpontokkal: a tengeri áramlatok gyűrűkörzésének középpontjaival; az évi közepekből kiadódó nagynyomású középpontokkal, az óczeánokon elterülő állandó anticziklónos középpontokkal, végül a légi körzés középpontjaival, melyeket éppen most tanulmányoztunk. LÉON TEISSERENC DE BORT, a kiváló franczia meteorológus, helyesen nevezte el e pontokat a légkör nagy hatásközéppontjainak.