09 Meteorologia Tropikalna.doc

METEOROGIA TROPIKALNA

1. Ogólne wiadomości o kształtowaniu się pogody w strefie międzyzwrotnikowej

    1.1. Pogody w strefie cyrkulacji passatowej
    1.2. Międzyzwrotnikowa strefa zbieżności (MSZ, ITCZ)
    1.3. Pogody w strefie cyrkulacji monsunowej

    Warunki pogodowe występujące w strefie międzyzwrotnikowej różnią się istotnie od warunków pogodowych występujących w strefie szerokości umiarkowanych i wysokich. Wiąze się to działaniem szeregu czynników, z których najważniejszym jest występujący w ciągu całego roku dodatni bilans cieplny w strefie międzyzwrotnikowej. Jest on między innymi przyczną występowania w strefie międzyzwrotnikowej małego zróżnicowania temperatury powietrza między występującymi tam masami atmosferycznymi. To powoduje, że nie tworzą się tam fronty atmosferyczne i nie występują pogody frontalne. Dodatni bilans cieplny, poprzez istnienie małych i bardzo małych oraz wolno znieniających się poziomych gradientów termicznych w dolnej troposferze wymusza istnienie względnie stałej cyrkulacji atmosfery, ta zaś powoduje istnienie w dolnej troposferze stałych centrów działania atmosfery, wykształconych w postaci odpowiednich układów barycznych. Położenie tych układów w krótkich odcinkach czasu (rzędu godzin i pojedyńczych dni) jest praktycznie niezmienne. Zmiany w położeniu centrów działania atmosfery zazanaczają się dopiero w dłuższych odcinkach czasu i praktycznie wykazują cykl roczny, nawiązując z pewnym opóźnieniem do rocznego cyklu zmian dopływu energii słonecznej.
    Podstawowy układ sytuacji barycznej, jaki panuje w strefie międzyzwrotnikowej na Oceanie Atlantyckim, we wschodniej i środkowej części Oceanu Spokojnego oraz leżącej na południe od równika części Oceanu Indyjskiego określa z jednej strony istnienie stacjonarnych wyżów subtropikalnych  (podzwrotnikowych), z drugiej - strefy obniżonego ciśnienia, położonej pomiędzy wyżami subtropikalnymi leżącymi na obu półkulach. Ponieważ najniższe wartości ciśnienia strefy obniżonego ciśnienia występują w strefie równikowej lub położonej blisko równika, stąd często w literaturze strefa ta jest nazywana równikową strefą obniżonego ciśnienia.
    Istnienie stacjonarnych wyżów subtropiklalnych związane jest z osiadaniem w rejonie szerokości od 35 do 25° powietrza z górnych warstw troposfery. Zstępujące powietrze ogrzewa się adiabatycznie, w związku z czym masy powietrza tworzące środkowe części tych wyżów są gorące i bardzo suche. W takich warunkach brak jest możliwości rozwoju zachmurzenia, a tym samym i wypadania opadów, natomiast promienie słoneczne mają niczym nieskrępowany dostęp do powierzchni Ziemi.

Rys. 1. Pole ciśnienia nad Północnym Atlantykiem, 17 marca 2001, godz 00. Wyż subtropikalny (Wyż Azorski) o wyraźnie zaznaczonej, równoleżnikowo ustawionej dłuższej osi (~25°N) z ciśnieniem w centrum > 1020 hPa rozciągnięty między Wyspami Kanaryjskimi a Bahamami. Równikowa bruzda obniżonego ciśnienia (słabo zarysowana) ciągnie się od Ameryki Południowej (040°W, 05°S) przez Atlantyk na ENE ku wybrzeżom Afryki zajmując położenie na N od równika (zamknięte pole między 40 a 20°W, 02-05°N). Zwróć uwagę na asymetrię gradientów barycznych na N i na S od osi wyżu subtropikalnego.

Rys. 2. Północny Atlantyk. 17.03.2001. 00Z. Pole wiatru nad oceanem (10 m n.p.m.). Porównaj z obrazem pola ciśnienia (mapa wyżej) Zwróć uwagę na panujące cisze i słabe wiatry (<5 m/s) w centralnej części wyżu. Przeanalizuj zmiany prędkości i kierunku wiatru w strefie między osiową partią Wyżu Azorskiego a równikową strefą obniżonego ciśnienia

     Brak opadów i silna insolacja, zwiększająca poprzez silne parowanie deficyt wody w tej strefie (25-35°), powodują, że na obszarach lądowych leżących w tych szerokościach występują obszary pustyń i półpustyń.. Silna insolacja wywołuje również, w warunkach dużej suchości podłoża (brak strat ciepła na parowanie), bardzo silne nagrzewanie się powierzchni gruntu. Ciepło to, poprzez wymianę turbulencyjną, jest przekazywane do atmosfery, co sprawia, że temperatura powietrza jeszcze bardziej tu wzrasta, a wilgotność względna - maleje. Brak zwartej pokrywy roślinnej i silna turbulencja powodują, że do powietrza dostają się duże ilości pyłów z nie pokrytej roślinnością powierzchni gruntu, przez co zmniejsza się przezroczystość powietrza. W ten sposób bardzo szybko masy powietrza schodzące w wyżach subtropikalnych nad lądy transformują się w masy powietrza zwrotnikowo-kontynentalnego (PZk), charakteryzujące się bardzo wysoką temperaturą, minimalną wilgotnością i złą na ogół przezroczystością (częste silne zmętnienia).

     Nad obszarami morskimi sprawa się nieco komplikuje ze względu na fakt, iż wody morskie w tej strefie (zwłaszcza po jej dobiegunowej stronie) są relatywnie chłodne, znacznie chłodniejsze od osiadającego powietrza, którego temperatura jest równa lub wyższa od 26°C (wilgotność względna tego powietrza wynosi około 20% a jego temperatura punktu rosy (td) około 1.6°C na wysokości około 400 m nad poziomem morza). Masy gorącego, osiadającego powietrza ochładzają się od powierzchni wody, w związku z czym nad powierzchnią oceanu powstaje warstwa powietrza chłodniejszego od powietrza znajdującego się wyżej. Jest to warstwa inwersyjna, w której temperatura osiąga najniższe wartości przy powierzchni oceanu, a następnie wzrasta wraz z wysokością. Jak wiadomo, istnienie warstwy inwersyjnej uniemożliwia rozwój konwekcji (prądów wstępujących) ze względu na występowanie w niej równowagi skrajnie stałej. Z tego powodu brak tam również wystąpienia zachmurzenia konwekcyjnego (chmur o budowie pionowej), a więc praktycznie i wystąpienia opadów.

     Centralne części antycyklonów subtropikalnych stanowią obszary praktycznie bezgradientowe, stąd przeważają tam cisze lub występują bardzo słabe, zmienne wiatry pochodzenia termicznego. Niemniej jednak, osiadające w wyżach powietrze przemieszcza się w kierunku peryferii, zgodnie z ogólnymi prawidłami cyrkulacji powietrza w układzie wysokiego ciśnienia. W peryferycznych partiach antycyklonów poziome gradienty baryczne są stosunkowo słabe, stąd też i prędkości wiatrów są tam na ogół niewielkie. O ile po stronach dobiegunowych I1 I antycyklonów może dojść do zbliżania się do antycyklonów wędrujących niżów szerokości umiarkowanych powstałych na froncie polarnym, co powoduje gwałtowny wzrost gradientu barycznego, a tym samym i prędkości wiatru, to po dorównikowej stronie antycyklonów gradienty baryczne są zawsze słabe. Gradient baryczny jest tam określony przez różnicę ciśnienia atmosferycznego pomiędzy  rejonem wysokiego ciśnienia panującego wewnątrz antycyklonu subtropikalnego (przeciętnie 1020-1040 hPa) a równikową strefą obniżonego ciśnienia (1010-1015 hPa), która to różnica rozkłada się na odległość średnio kilkunastu stopni szerokości geograficznej. Daje to charakterystyczne dla strefy międzyzwrotnikowej przeciętne wielkości gradientu barycznego około 0.3 do 0.8 hPa/1°.

     Powietrze wychodzące z układu antycyklonalnego po dorównikowej jego stronie przemieszcza się w polu tego gradientu ku równikowej strefie obniżonego ciśnienia stopniowo przyspieszając. Jednocześnie pod wpływem działania siły Coriolisa tor jego ruchu stopniowo odchyla się ku zachodowi, dając na półkuli północnej wiatr o przważającej składowej kierunku północno-wschodniej, na półkuli południowej zaś wiatr o dominującym kierunku południowo-wschodnim.
     W efekcie, pomiędzy dorównikowymi strefami peryferycznymi antycyklonów subtropikalnych a równikową strefą obniżonego ciśnienia wytwarza się układ stałych wiatrów. Wiatry te mają względnie stały kierunek (dominujące zbliżone do NE-ENE i SE-ESE) i prędkości (mieszczące się najczęściej w granicach od 3 do 10 m/s, to jest 6 - 20 węzłów) Wiatry te noszą nazwę passatów.
    Takiego rodzaju cyrkulacja dolna jest tak charakterystyczna dla stref międzyzwrotnikowych Oceanu Atlantyckiego, wschodniej i środkowej części Oceanu Spokojnego i położnej na południe od równika części Oceanu Indyjskiego, że strefy te często określa się krótkim mianem strefy passatów.

    Powyżej warstwy tarcia, w dolnej troposferze, panuje ruch powietrza zbliżony do geostroficznego. Oprócz zwiększonej prędkości w stosunku do wiatru przywodnego zmienia się również ich kierunek - biegną równolegle do izobar (izohips) - stąd na obu półkulach dominują wiatry z kierunków wschodnich.
     Przemieszczające się nad powierzchnią oceanów, wychodzące z wyżów subtropikalnych powietrze passatów ulega stopniowej transformacji. Początkowo suche, wraz z przebytą nad oceanem drogą wchłania coraz to więcej pary wodnej, stając się coraz to bardziej zasobne w wilgoć. Wobec nieograniczonych zasobów wody w oceanie proces wzbogacania tego powietrza w parę wodną jest bardzo szybki i po osiągnięciu wilgotności względnej bliskiej 70-75% powietrze to staje się typową masą powietrza zwrotnikowego morskiego (PZm); ciepłego, wilgotnego, o dobrej na ogół przezroczystości. Zmiany powietrza passatowego zależą jednak od zmiany temperatury podłoża, którym tutaj są wody oceaniczne. Wraz z przechodzeniem nad coraz to cieplejszą wodę powietrze passatowe staje się również coraz cieplejsze i coraz bardziej wilgotne. W efekcie zachodzących procesów transformacji masy PZm w passatach dochodzi do kilku procesów jednocześnie, przy czym mają one zasadnicze znaczenie dla kształtowania się warunków pogodowych w strefie passatów.

    W dolnej, przywodnej warstwie powietrza wychodzącego z wyżów subtropikalnych, jak już wspomniano, istnieje warstwa inwersyjna. Trwałość tej warstwy jest bardzo duża. Wraz z przemieszczającymi się masami powietrza w strefie passatów przemieszcza się również i ta warstwa, zwana dalej warstwą inwersji passatowej. Jej górną granicę wyznacza załamanie krzywej temperatury, konkretnie załom, na którym wraz ze wrostem wysokości temperatura przestaje rosnąć a zaczyna ponownie spadać. Wysokość górnej granicy inwersji passatowej w pobliżu granic antycyklonów jest stosunkowo mała. Na Atlantyku na przykład minimalna wysokość inwersji passatowej (w ujęciu klimatycznym, czyli średnim wieloletnim) jest niższa od około 400-500 m (na N od równika, w rejonie określonym współrzędnymi 19°N, 020°W, na S od równika - około 20°S, 011°E), podobnie nisko leży poziom inwersji przy wybrzeżach Kaliforni na Pacyfiku. W takich warunkach rozwój zachmurzenia nie jest możliwy.

     Stopniowe ogrzewanie się powietrza od dołu wykształca w dolnej warstwie powietrza inwersji passatowej normalny układ termiczny, to jest spadek temperatury wraz z wysokością. Powoduje to podnoszenie się warstwy inwersji passatowej proporcjonalnie do zwiększania grubości warstwy ogrzanego nad wodą powietrza. Jednocześnie wraz z ogrzewaniem się tego przywodnego powietrza rośnie, wobec silnego parowania z powierzchni oceanu również i jego wilgotność względna. W wyniku współdzialania obu tych procesów rośnie stopniowo chwiejność mas powietrza passatowego, czyli zdolność do rozwijania się w nim ruchów pionowych. Wzrost chwiejności, powodujący wzrost konwekcji w warstwie przywodnej, wymusza z kolei przenoszenie ciepła do wyższych poziomów warstwy inwersji passatowej a tym samym przyspiesza podnoszenie się poziomu inwersji passatowej. W momecie, gdy miąższość warstwy przywodnego powietrza leżącego pod poziomem inwersji passatowej wzrośnie na tyle, że wznoszące się w prądach konwekcyjnych powietrze może (w wyniku ochładzania po adiabacie suchej) osiągnąć temperaturę punktu rosy, rozpoczyna się tworzenie się chmur konwekcyjnych. Początkowo są to plackowate, spłaszczone cumulusy dobrej pogody - Cu hum. (Cumulus humilis). Dalszy rozwój prądów konwekcyjnych jest hamowany przez występowanie warstwy inwersji passatowej (w obrębie której występuje równowaga skrajnie stała i występowanie ruchów pionowych nie jest możliwe). Wraz z dalszą transformacją mas powietrza PZm, a więc po przebyciu przez powietrze passatów dłuższej drogi nad oceanem, poziom inwersji passatowej podnosi się, istnieje już możliwość tworzenia się średnio wypiętrzonych chmur kłębiastych - Cu con. - Cumulus congestus), których dalszy rozwój w pionie jest hamowany przez występującą warstwę inwersji passatowej. W miarę wzrostu chwiejności i podnoszenia się poziomu inwersji passatowej dochodzi najpierw sporadycznie, potem coraz częściej, do tego, że rozwijające się gwałtownie prądy wstępujące, związane z tworzeniem się chmur o budowie pionowej (równowaga skrajnie chwiejna), są w stanie przebić warstwę inwersji passatowej i przekształcić się w chmurę kłębiastą - deszczową lub inaczej - burzową (Cb - Cumulonimbus). W ten sposób poziom inwersji passatowej jest stopniowo niszczony - "dziurawiony" i rozrywany. Ciepło przenoszone z oceanu przenika na duże wysokości, likwidując uporządkowaną strukturę termiczną, tworzącą inwersję passatową.

    W rejonach, w których masy powietrza passatowego przy powierzchni oceanu osiągnęły temperaturę 28°C lub wyższą i wilgotność względną około 86-95%, występuje już powietrze równikowe (PR). Masy powietrza zwrotnikowo-morskiego, pobierając ciepło i wilgoć z oceanu, uległy całkowitemu przetransformowaniu w powietrze równikowe. Ponieważ w takich rejonach przestaje istnieć również i poziom inwersji passatowej, brak jest czynnika ograniczającego rozwój chmur pionowych. Masy powietrza równikowego, pod wpływem minimalnych bodźców termicznych rozpoczynają ruch wstępujący. Powoduje to rozbudowywanie się olbrzymich zespołów chmur Cumulonimbus, których górne wierzchołki sięgają poziomu tropopauzy I2I (około 16 000 - 18 000 m). Niezwykle silne ruchy wstępujące występujące w tych chmurach kierują ogromne masy powietrza ku górze, gęstość tego powietrza, na skutek wydzielania się gigantycznych ilości ciepła kondensacji, maleje, przez co następuje przy powierzchni oceanu obniżenie ciśnienia atmosferycznego. W ten uproszczony sposób można wyobrazić sobie powstanie przy powierzchni Ziemi (w dolnej troposferze) równikowej strefy (bruzdy) obniżonego ciśnienia. Srefa ta, jak nietrudno się domyślić, będzie występowała nad pasem wód oceanicznych osiągających najwyższe temperatury.
    Ze względu na to, że w tej strefie następuje nad oceanami zbieżność passatów, jest ona nazywana również międzyzwrotnikową strefą zbieżności lub międzyzwrotnikową strefą konwergencji. Niekiedy w literaturze, zwłaszcza starszej, można też natknąć się też na określenie "równikowa strefa konwergencji", co sugeruje, że położona jest ona na równiku, lecz sugestia taka nie jest prawdziwa. Obecnie najczęściej stosuje nazwę "międzyzwrotnikowa strefa zbieżności" i jej pisany zawsze dużymi literami skrót - MSZ, angielski  ITCZ - Intertropical Convergence Zone.
     W MSZ brak jest stałych wartości gradientu barycznego, stąd obserwuje się tam występowanie wiatrów słabych, zmiennych oraz dużego odsetka cisz. Nieokresowo występują tam silne, porywiste wiatry (szkwały) związane z funkcjonowaniem burz tropikalnych. Szerokość MSZ jest zmienna. Zmienność ta ma charakter regionalny i charakter sezonowy. Na ogół szerokość MSZ wynosi od 1 do 3.5° (na kole wielkim, szerokości geograficznej). Praktycznie MSZ tworzy dwie podstrefy zbieżności passatów, z których w jednej zbiegają się passaty półkuli północnej, w drugiej zaś południowej. W takich sytuacjach, w środku MSZ, między oboma strefami zbieżności passatów, występują dość silne, niemal stałe wiatry zachodnie. Taki układ budowy MSZ jest typowy dla znacznych części Oceanu Spokojnego i okresowo Oceanu Indyjskiego. Na Oceanie Atlantyckim obie podstrefy najczęściej są połączone i znajdują się na tej samej półkuli; w takim przypadku szerokość MSZ jest wyraźnie mniejsza (1-2°), a występowania środkowej podstrefy wiatrów zachodnich się nie obserwuje.

    Znając omówiony układ cyrkulacji i funkcjonujące procesy pogodowe, można zrozumieć główne cechy pogody panującej w strefach podzwrotnikowych i strefie międzyzwrotnikowej nad Oceanem Atlantyckim, wschodnią i środkową częścią Oceanu Spokojnego i położoną na południe od równika częścią Oceanu Indyjskiego. Jest ona następująca (patrz ryc. 3)

Rys. 3. Schemat układu stref pogodowych w strefie passatowej, od centralnych części wyżów subtropikalnych do strefy MSZ. A - strefa pogód centralnych części wyżów subtropikalnych, B - strefa pogód peryferycznych, dorównikowych części wyżów subtropikalnych, P - strefa passatów: C - strefa pogód początkowej (przywyżowej) części passatów, D - strefa pogód środkowej części passatów, E - strefa pogód przyrównikowej części passatów. MSZ - Międzyzwrotnikowa Strefa Zbieżności: N MSZ - północna strefa zbieżności passatów, SPZ - strefa przenosu zachodniego (gdy MSZ jest "podwójna"), S MSZ - strefa zbieżności paasatów półkuli południowej.

1. Strefa pogód centralnych partii wyżów subtropikalnych (oznaczenie na rycinie; A). Przeważa pogoda bezchmurna o silnej insolacji w dzień i silnym wypromieniowaniu nocą, przez co dobowe amplitudy temperatury mogą być dość duże. W przywodnej warstwie temperatury zawierają się w granicach od 18 do 22-25°C, wilgotność powietrza wykazuje duże wahania między dniem a nocą (około 50-60% w dzień, 70-80% nocą). Jest bezwietrznie lub występują bardzo słabe i słabe wiatry zmienne. Opadów brak.

2. Strefa pogód peryferycznych, dorównikowych części wyżów subtropikalnych (oznaczenie na rycinie; B). Dominuje pogoda słoneczna o małym zachmurzeniu w dzień (N = 1-2) I 3 I, bezchmurna w nocy, o dość dużych amplitudach temperatury w ciągu doby. Temperatura powietrza wynosi 20-26°C. Występują wiatry słabe: 2, 2-3°B, w nocy zmniejszające swoją prędkość, dość stałe co do kierunku. W 2-3 godziny po wschodzie Słońca rozpoczynają się tworzyć pierwsze płaskie chmury Cu hum., następnie zachmurzenie bardzo powoli wzrasta, osiągając maksimum (N = 2-3) około godziny 15. Pod wieczór (16-18), przed zachodem Słońca, zachmurzenie szybko się zmniejsza, tak, że tuż przed zachodem Słońca niebo wypogadza się całkowicie. Opady nie występują (jak wiadomo chmury Cu hum. opadów nie dają).

3. Strefa pogód początkowej (przywyżowej) części strefy passatowej (oznaczenie na rycinie PC). Dominuje pogoda o niewielkim zachmurzeniu (N = 1 do 2) lub braku zachmurzenia w nocy, w dzień następuje wyraźny wzrost zachmurzenia do 3-4. Maksimum zachmurzenia ma miejsce w godzinach popołudniowych  (3-4). Rano tworzą się chmury Cu hum., z których część rozwija się do postaci Cu med. Przed zachodem Słońca zachmurzenie szybko się zmniejsza, tak że po jego zachodzie pozostają na niebie nieliczne, pojedyńcze Cu hum. i Cu fra. Temperatura powietrza w dzień wynosi od 22 do 26°, nocne spadki temperatury są mniejsze niż w poprzedniej strefie. Opady nie występują. Wiatr na ogół dość stały co do kierunku, słaby (3°B w nocy, do 4° w dzień).

4. Strefa pogód środkowej części strefy passatów (oznaczenie na rycinie PD). Wiatr wyraźnie mocniejszy, w nocy umiarkowany (4°) w dzień się nasila (4-5°B, niekiedy nawet 5°), bardzo stały co do kierunku. Temperatura powietrza osiąga 24 - 27°C, wilgotność względna nocą staje się bardzo wysoka, często pojawiają się obfite rosy na pokładzie. Zachmurzenie jest zmienne; w dzień następuje szybki rozwój chmur. Dominują Cu med. i Cu con. W oddali często można zauważyć występujące pod chmurami Cu con. strefy opadowe (virgo), dochodzące lub nie (częściej) do powierzchni morza, choć wejście statku w strefę opadu jest raczej małoprawdopodobne. Jeśli trafi się w opad, to jest to opad grubokroplisty o dość dużym natężeniu, przelotny i krótkotrwały (kilka minut). Sporadycznie występują chmury Cb, często o dziwacznych kształtach - ze spłaszczoną, wyrównaną powierzchnią górnej masy chmury, opartej o poziom inwersji passatowej i cienką pionową wypustką, przebijającą poziom inwersji, zakończoną kowadłem. Pod takimi chmurami mogą wystąpić znacznie bardziej intensywne opady i wystąpić burze.
    Maksymalne zachmurzenie w dzień występuje około godziny 14 - 15, sięga wtedy do 4 -5, około godziny 17 następuje szybkie rozmywanie się chmur, tak że po zachodzie Słońca zachmurzenie wynosi od 1 do 3 i składa się głównie z pozostałości (produktów rozpadu) chmur Cu con. i Cb (głownie Ac, Cu fra., niekiedy Ci). Zazwyczaj około godziny 20-21 niebo staje czyste. W nocy mogą się ponownie tworzyć lokalnie pojedyńcze Cu med., rzadziej masywne Cu con., jednak nawet wtedy zachmurzenie rzadko jest większe od 3.

5. Strefa pogód przyrównikowej części strefy passatów (oznaczenie PE). Wiatr w tej strefie jest przeważnie umiarkowany (4°B), niekiedy silniejszy (4-5). Stałość prędkości jest tu wyraźnie mniejsza niż w środkowej części strefy pogód passatowych, mniejsza jest również stałość kierunku wiatru. Temperatura powietrza w dzień wynosi około 26-28°C, w nocy spadki temperatury są niewielkie (23-24°C). Wilgotność względna jest duża zarówno w nocy (90-95%) jak i w dzień (70-80%). Obserwuje się występowanie zachmurzenia zmiennego o wyraźnie zaznaczonym cyklu dobowym rozwoju. Zachmurzenie tworzą głównie Cu con. i Cb. Podobnie jak i w poprzednich strefach pogód passatowych maksimum zachmurzenia w dzień występuje około godziny 14-16 lokalnego czasu słonecznego, osiągając 4 - 6. Przed zachodem Słońca chmury Cu con. i Cb szybko się rozmywają, zachmurzenie dość gwałtownie się zmniejsza, ale niebo pozostaje zasnute produktami rozpadu chmur pionowych. Są to Ci cbgen. (cumulonimbogenitus), niekiedy Cc takiej samej genezy, Ac i Ac w płatach. Cmury te, oświetlone przez zachodzące Słońce dają piękne barwy zmierzchowe, w momencie gdy Słońce znajduje się już pod horyzontem przybierają kolor zielonawo-szary. Również i te chmury po zachodzie Słońca powoli się rozmywają i w 2 - 3 godziny po zachodzie Słońca stanowią już tylko niewielkie pokrycie nieba. Około godziny 22 - 00 czasu lokalnego rozpoczyna się gwałtowny rozwój chmur o budowie pionowej - są to początkowo masywne wieżyce Cu con., z których część rozwija się do Cb. Minimalne zachmurzenie (N = 2 - 3) występuje rano.
    Dobrze rozwiniętym chmurom Cu con., zwłaszcza Cb, towarzyszą często strefy opadowe, a chmurom Cb również burze. Opady w tej strefie są w dzień na ogół krótkotrwałe, kilkunastominutowe, przelotne. Opady (jeśli występują) z Cu con. są grubokropliste, o dość dużym natężeniu, z Cb gwałtowne, o charakterze bardzo intensywnych ulew. Opady nocne, zawsze związane z burzami, są bardziej gwałtowne i dłuższe niż w dzień. Maksima opadowe korespondują ze stopniem rozwoju zachmurzenia, w dzień największe prawdopodobieństwo wystąpienia opadów przypada na okres od godziny 13-14 do 15-16, w nocy od 22 do 01. Burzom towarzyszą silne szkwały, w których kierunek wiatru może być odmienny od kierunku passatu.

6. Strefa pogód MSZ (oznaczenie: MSZ). Charakterystyczną cechą pogody w MSZ jest jej pochmurność. Obserwuje się zachmurzenie zmienne, na ogół duże (N = 6 - 7), często całkwite (N = 8). Zachmurzenie to tworzą głownie chmury Cb w różnych stadiach rozwoju, których jednak nie można bezpośrednio rozpoznać, gdyż widać na ogół tylko ich podstawy. Bardzo często pod podstawami chmur głównych występują St fra. i Cu fra. z parujących opadów. Opady są częste, grubokropliste, na ogół bardzo intensywne, ograniczające widzialność do 100, a czasami i mniej metrów. Opadom bardzo często towarzyszą burze z bardzo intensywnymi wyładowaniami atmosferycznymi i silnymi szkwałami. Poza strefami wiatrów burzowych wiatry są słabe, zmienne, często występują cisze. Oprócz opadów czynnikiem ograniczającym widzialność poziomą mogą być dość często występujące w tej strefie krótkotrwałe, dość silne zamglenia, powstające z parowania opadów lub ochładzania powietrza przez znacznie chłodniejsze od powietrza deszcze.
    Temperatura powietrza jest tu wysoka, wynosi od 26 do 30°C, a dobowe amplitudy temperatury powietrza są niewielkie. I4I Wilgotność względna jest stale bardzo duża, z reguły zawarta w granicach 90 - 100%, wzrost do 100% wykazuje związek raczej z występowaniem opadów niż z dobowymi wahaniami temperatury.
    Opady charakteryzuje występowanie dwu maksimów w ciągu doby. Pierwsze z nich zaznacza się we wczesnych godzinach porannych (07 - 09), drugie w godzinach wczesnowieczornych (19 - 22 czasu miejscowego). Trzeba jednak pamiętać, że w tej strefie wystąpienie opadu jest możliwe w dowolnej porze doby.

    Tak schematycznie zrysowany, ogólny układ warunków pogodowych jest stały względem centralnych partii wyżów pozwrotnikowych. Jednakże, jak już wspomniano, położenie tych centrów działania atmosfery i ich rozmiary wykazują sezonową zmienność. Zmienność ta zależy od od zmian w rocznym cyklu dopływu energii słonecznej i wykazuje pewne opóźnienie (6 - 8 tygodni) w stosunku do zmian deklinacji Słońca. W związku z tym w porze górowania Słońca na danej półkuli centra antycyklonów przesuwają się w wyższe szerokości (średnio o około 5-6° na na półkuli północnej, nieco mniej niż 5° półkuli południowej), same zaś antycyklony rozbudowują się, choć ciśnienie w nich jest 5 - 6 hPa niższe niż zimą. Wraz ze zmianami położenia centrów antycyklonów następują przesunięcia położenia MSZ. I tak, na przykład nad Atlantykiem, w pobliżu wybrzeży Ameryki Południowej na przełomie stycznia i lutego MSZ zajmuje położenie bliskie 5°S, w okresie końca lipca - początku września przemieszcza się aż na równoleżnik 12 - 15°N.
    Ponieważ położenie MSZ zmienia się silniej niż położenie osi antycyklonów subtropikalnych, szerokość strefy passatów na danej półkuli również wykazuje sezonową zmienność - w porze zimnej na danej półkuli szerokość strefy passatów rośnie.
    Oznacza to, że znajdujące się w strefie międzyzwrotnikowej obszary, na skutek periodycznego przemieszczania się omówionych poprzednio stref pogodowych, dostają się w określonych sezonach w obręb różnej pogody. Prowadzi to do występowania w strefie międzyzwrotnikowej zróżnicowanych warunków klimatycznych, charakteryzujących się odmiennymi układami (ilością i rozkładami w czasie) pór suchych i deszczowych, wraz z towarzyszącymi im zmianami zachmurzenia (a tym samym i insolacji), prędkości i kierunku wiatru, temperatury powietrza etc. (patrz poniżej, ryc. 4)

Ryc. 4. Rozkład miesięcznych sum opadowych w Libreville i Freetown (atlantyckie wybrzeża Afryki). Zwróć uwagę, że pora sucha we Freetown (8.5°N) występuje w grudniu, styczniu, marcu i kwietniu, kiedy to MSZ jest najdalej przesunięty na S. W tym czasie, nad Atlantykiem tak nisko schodzi strefa bezopadowych pogód środkowej części strefy passatowej. Już w maju Freetown dostaje się w zasięg przesuwającej się ku północy przyrównikowej strefy pogód passatowych, dla której charakterystyczne jest występowanie częstych i intensywnych burz tropikalnych, stąd wydatny wzrost opadów. Ilość burz tropikalnych rośnie w miarę zbliżania się MSZ. Strefa pogód MSZ z obfitymi opadami nasuwa się nad Freetown w lipcu, w sierpniu Freetown znajduje się na południowym pograniczu strefy MSZ i strefy przyrównikowych pogód passatowych. W drugiej połowie sierpnia MSZ zaczyna się wycofywać na południe i gdzieś około połowy września opuszcza ten rejon, który dostaje się ponownie w strefę pogód przyrównikowej części strefy passatów a następnie w środkową część strefy pogód passatowych (zmniejszanie sum opadowych). W czasie, gdy we Freetown występuje pora deszczowa związana z występującym tam MSZ-em, położone dalej na południu Libreville dostaje się w zasięg środkowej części strefy pogód passatowych położonych na S od MSZ (silnie poszerzonej) i występuje tam pora sucha. MSZ nad równikiem (szerokość Libreville to 0.5°N) przemieszcza się dwukrotnie w ciągu roku - w marcu-kwietniu i październiku-listopadzie, na wykresie odpowiadają temu maksima opadowe. W okresie od grudnia do lutego włącznie Libreviile znajduje się w strefie pogód przyrównikowej części strefy passatowej pułkuli północnej, stąd dość obfite opady. Przykład wskazuje, jak na niezbyt dużej odległości (około 500 Mm), w wyniku przemieszczania się omówionych stref pogodowych, dochodzi do całkowicie odmiennego rocznego rytmu pogód, tworzącego odmienne typy klimatu.

    Przepływając statkiem przez strefę międzyzwrotnikową bardzo często się tego nie zauważa, a jeszcze częściej - nie ma się tego świadomości, spostrzegając tylko zmiany stref pogodowych.

Inaczej kształtuje się rozkład cyrkulacji atmosferycznej nad Oceanem Indyjskim w jego części położonej na północ od równika oraz na zachodniej, przyazjatyckiej części Oceanu Spokojnego.
    Na przestrzenny rozkład układów barycznych, poprzez kształtowanie pola temperatury powietrza, olbrzymi wpływ wywiera rozkład lądów i mórz. Ogromna masa lądowa kontynentu Eurazji oraz Afryki w porze letniej bardzo silnie się nagrzewa, znacznie silniej niż północna część Oceanu Indyjskiego i przylegająca do brzegów Azji Południowo-Wschodniej część Oceanu Spokojnego. W związku z tym, w pewnym momencie następuje przesunięcie kontynuacji równikowej strefy obniżonego ciśnienia (nie MSZ) z nad Atlantyku nad Afryką i Azją znacznie dalej na północ, niż nad obszarami morskimi. Strefa obniżonego ciśnienia osiąga nad Morzem Czerwonym położenie około 22°N na 040° długości E i aż 28°N na 080°E, czyli nad Indiami (Riehl, 1979). Dodatkowo na tak dalekie przesunięcie strefy obniżonego ciśnienia ku północy, nad Azję, ma wpływ istnienie w tym rejonie wysoko wyniesionego (4000 - 4500 m n.p.m.) płaskowyżu Tybetu, który latem, po stopnieniu tam występującej skąpej pokrywy śnieżnej (zmiana albedo), powoduje silniejsze niż zimą ogrzanie środkowej troposfery, wymuszając pewne osobliwości cyrkulacji w środkowej i górnej troposferze, (Ramage, 1971), których tutaj nie będzie się dalej objaśniać.
    W rezultacie takiego przesunięcia strefy obniżonego ciśnienia ku północy, masy powietrza znad południowej części Oceanu Indyjskiego (passaty) przekraczają równik i po zmianie kierunku, spowodowanej zmianą zwrotu siłu ...