Взаимодействие звеньев в системе „Океан— Атмосфера—Материки"
С каждым годом все новые и новые подтверждения получает теоретическая схема формирования климата при взаимодействии океана, атмосферы и материков. Эта схема была предложена нашими отечественными исследователями, и ее можно рассматривать как развитие идей А. И. Воейкова, высказанных еще в прошлом столетии.
Ныне мы вправе считать, что и в океане, и в атмосфере работают своеобразные мощные тепловые машины, в том смысле, в каком их понимает термодинамика.
В технике одним из примеров тепловых машин может служить паровая машина. Как известно, для ее работы необходимо нагреть в котле воду до кипения. Водяной пар из котла поступает в цилиндры, в которых он расширяется и при этом передвигает поршень. Затем пар выпускается из цилиндров и поступает в холодильник, в котором он конденсируется в воду. Термодинамика доказывает, что вообще никакая тепловая машина не может работать без нагревателя и холодильника. Где же находятся в природе те «нагреватели» и те «холодильники», о которых ныне говорят все геофизики? Для тепловых машин, «работающих» в атмосфере и названных нами машинами первого рода, нагревателем служит экваториальный и два тропических пояса на нашей планете; холодильниками являются высокоширотные шапки в северном и южном полушариях. Работа этих машин первого рода проявляется в пассатной циркуляции тропического воздуха и в так называемой зональной циркуляции тропосферы в более высоких широтах. Для машин второго рода (по нашей терминологии) в холодную пору года нагревателем служит поверхность океанов и морей, а холодильниками — поверхности материков, островов. В теплую пору года нагреватели и холодильники меняются местами. Машины второго рода проявляют свою деятельность в муссонной циркуляции. Машины третьего и четвертого рода работают в стратосфере и даже в ионосфере, где они еще очень мало изучены. Не будем на них останавливаться, а скажем только, что ни стратосфера, ни тем более ионосфера не могут нагреваться и охлаждаться путем непосредственного контакта с подстилающей поверхностью: последняя воздействует на высокие слои атмосферы лишь посредством тепловой радиации, которая, во-первых, идет снизу и, во-вторых, испускается вверх. Результирующий эффект зависит от того, какой из этих двух потоков окажется преобладающим.
Наконец, необходимо еще выделить особо машину пятого рода, лишь недавно поддавшуюся количественному исследованию и представляющую очень большой интерес как 41 с теоретической, так и с практической точки зрения.