Giáo trình Khí tượng biển Chương IV Hoàn lưu khí quyển

CHƯƠNG IV HOÀN LƯU KHÍ QUYỂN 4.1 Hoàn lưu chung khí quyển Tập hợp các luồng không khí chuyển động thành dòng khép kín với quy mô lớn trên phạm vi toàn cầu được gọi là hoàn lưu chung khí quyển. Hoàn lưu chung khí quyển bao gồm 2 thành phần: thành phần nằm ngang (chiếm ưu thế) và thành phần thẳng đứng. Khi nghiên cứu hoàn lưu chung khí quyển người ta thường không xét trường đường dòng mà xét đến hệ thống các đường đẳng áp, đẳng cao trên các bản đồ thời tiết, tức là xét đến trường áp bởi vì trường áp và trường gió có mối quan hệ mật thiết với nhau, do đó xét trường áp tức là xét đến trường gió, cũng tức là xét đến trường đường dòng. 4.1.1 Sơ đồ hoàn lưu chung khí quyển Sơ đồ hoàn lưu chung khí quyển là mô hình các đường dòng không khí đã được đơn giản hoá đi rất nhiều. 1) Sơ đồ hoàn lưu nhiệt không xét đến sự quay của quả đất Đây là sơ đồ hoàn lưu đơn giản nhất. Có thể mô tả sơ đồ này như sau: Giả thiết rằng bề mặt trái đất là đồng nhất, các lớp khí quyển đồng nhất và hoàn toàn trong suốt, không có sự quay của quả đất. Do đó, khí quyển không hấp thụ bức xạ mặt trời và mặt đất nóng lên hoàn toàn phụ thuộc vào độ cao mặt trời. Vì vậy, lượng bức xạ nhận được ở các vĩ độ khác nhau thì khác nhau nên bề mặt trái đất bị đốt nóng không đồng đều và không khí cũng nóng lên không đồng đều theo vĩ độ. Kết quả là: - ở xích đạo và vùng vĩ độ thấp: do nhận được nhiều bức xạ mặt trời, mặt đất nóng lên, không khí nóng lên và bốc lên cao; ở mặt đất khí áp giảm hình thành thấp áp, trên cao khí áp tăng hình thành cao áp. - ở cực và vùng vĩ độ cao: do nhận được ít bức xạ mặt trời, mặt đất lạnh đi, không khí lạnh đi và co nén lại, không khí có xu thế giáng từ trên cao xuống, dẫn đến dưới thấp khí áp tăng hình thành cao áp ở mặt đất, trên cao khí áp giảm hình thành thấp áp trên cao. Do đó, ở mặt đất không khí chuyển động từ áp cao cực về áp thấp xích đạo; ở trên cao không khí chuyển động từ xích đạo về cực hình thành vòng hoàn lưu khép kín được gọi là vòng hoàn lưu nhiệt. Sơ đồ vòng hoàn lưu nhiệt không xét đến sự quay của quả đất ở Bắc bán cầu được mô tả trên hình 4-1. Hình 4-1 Như vậy, theo sơ đồ này, trên địa cầu có 2 vòng hoàn lưu nhiệt ở 2 bán cầu và chuyển động thẳng đứng ở xích đạo có ý nghĩa rất to lớn đối với hoàn lưu chung khí quyển. ý nghĩa này thể hiện ở chỗ: - Không khí ở vùng xích đạo có bốc lên thì áp suất khí quyển ở mặt đất mới giảm và áp suất ở trên cao mới tăng, từ đó mới phát sinh dòng không khí thổi từ cực về xích đạo ở dưới thấp và dòng không khí thổi từ xích đạo về cực ở trên cao. Đồng thời khi không khí bốc lên cao cùng với quá trình ngưng kết sẽ là sự toả nhiệt và tiềm nhiệt nầy chính là động lực thúc đẩy không khí tiếp tục bốc lên. - Mặc khác, chuyển động thẳng đứng ở xích đạo chính là động lực tạo nên cơ chế hút gió từ trên cao xuống mặt đất ở vùng cực bởi vì khi không khí ở xích đạo bốc lên cao chuyển dần về cực sẽ bị nguội lạnh dần, mật độ không khí sẽ tăng lên và đến cực nó nặng hơn, có xu hướng giáng xuống mặt đất. 2) Sơ đồ hoàn lưu khí quyển có xét đến sự quay của trái đất Sơ đồ này dựa trên giả thiết rằng bề mặt đệm là đồng nhất, các lớp khí quyển đồng nhất và hoàn toàn trong suốt, nhưng có xét đến sự quay của quả đất. Do đó nguyên nhân làm cho không khí chuyển động vẫn là do sự chênh lệch nhiệt độ giữa cực - xích đạo song hình dạng của vòng hoàn lưu do sự tác dụng của lực Cơriolit nên bị biến đổi đi ít nhiều. Theo Rossby, sơ đồ hoàn lưu khí quyển có xét đến sự quay của trái đất được mô tả như sau: - Tại vùng nhiệt đới: Không khí thăng lên ở xích đạo và chuyển dần về vĩ độ ϕ = 30o, do lực Cơriolit càng lên vĩ độ cao dòng không khí càng lệch phải (ở Bắc bán cầu) hoặc lệch trái (Nam bán cầu). Theo tính toán đến vĩ độ ϕ = 30o, dòng không khí trở thành vĩ hướng và tại đây không khí liên tục được bổ sung, nén xuống làm cho áp suất ở dưới thấp tăng lên hình thành cao áp (cao áp cận nhiệt). Như vậy, giữa xích đạo và vĩ độ ϕ = 30o hình thành vòng hoàn lưu khép kín: dưới thấp không khí thổi từ vĩ độ ϕ = 30o về xích đạo theo hướng Đông Bắc gọi là tín phong, trên cao từ xích đạo về vĩ độ ϕ = 30o gọi là phản tính phong. Hoàn lưu tín phong này có thành phần hướng Đông ở dưới thấp và hướng Tây ở trên cao. - Tại vĩ độ 60o - cực: Tại cực, ở mặt đất lạnh là vùng cao áp nên gió thổi từ cực về vĩ độ ϕ = 60o. Do tác dụng của lực Cơriôlit nên gió có hướng Đông Bắc chuyển dần thành vĩ hướng. Tại vùng ϕ = 60o tiếp nhận gió từ vĩ độ ϕ = 30o thổi về theo hướng Tây Nam, do tác dụng của lực Cơriôlit cũng chuyển dần thành vĩ hướng. Hai luồng gió này gặp nhau buộc không khí phải thăng lên cao và di chuyển về bổ sung cho không khí trên cao ở cực (không thể thổi về vĩ độ thấp được vì vùng vĩ độ trung bình tồn tại đới gió có hướng Tây Nam dày từ thấp lên cao). Kết quả là giữa cực và vĩ độ ϕ = 60o tồn tại vòng hoàn lưu gọi là hoàn lưu địa cực. Hoàn lưu địa cực có thành phần hướng Đông ở dưới thấp và thành phần hướng Tây ở trên cao. - Trong cả tầng đối - bình lưu: Trong cả tầng đối - bình lưu, sơ đồ vòng hoàn lưu lớn dễ nhận thấy như sau: Trong tầng đối lưu có gió Tây Nam, thịnh hành thành phần hướng Tây (đới gió Tây). Trong tầng bình lưu: có gió Đông Bắc, thịnh hành thành phần hướng Đông (đới gió Đông). E E W W E E Hình 4-2 Tóm lại: Sơ đồ hoàn lưu nhiệt có xét đến sự quay của quả đất bao gồm hai vòng hoàn lưu nhỏ là hoàn lưu tín phong ở vùng vĩ độ thấp và hoàn lưu địa cực ở vùng vĩ độ cao với gió Đông thịnh hành phía dưới, gió Tây thịnh hành phía trên và một vòng hoàn lưu lớn bao trùm toàn cầu với gió Tây thịnh hành phía dưới, gió Đông thịnh hành phía trên (hình 4-2). 3) Sơ đồ hoàn lưu vĩ hướng trung bình Sơ đồ hoàn lưu vĩ hướng trung bình được mô tả bằng mặt cắt theo chiều thẳng đứng từ mặt đất cho đến giới hạn trên cùng của khí quyển ở Bắc bán cầu và Nam bán cầu trong mùa đông và mùa hè. Trên sơ đồ này người ta biểu diễn những dòng vĩ hướng bằng các đường đẳng tốc theo mặt cắt thẳng đứng: dòng không khí từ Tây qua Đông gọi là gió Tây; dòng không khí từ Đông qua Tây gọi là gió Đông. Các đường đẳng trị tốc độ gió trong sơ đồ đo bằng m/s. Song trong sơ đồ hoàn lưu vĩ hướng trung bình lại không kể tới thành phần gió các hướng khác và các chuyển động thẳng đứng. Hình 4-3 là một dạng sơ đồ hoàn lưu vĩ hướng trung bình. Theo sơ đồ này thì: ở miền vĩ độ thấp gió Đông chiếm ưu thế lan từ mặt đất đến độ cao khá lớn còn bên trên nó có lớp gió Tây; ở miền cực đới là lớp gió Đông tương đối thấp và ở vùng ôn đới nói chung bao trùm đới gió Tây suốt chiều dày của khí quyển. Như vậy, trên sơ đồ hoàn lưu vĩ hướng trung bình ta cũng nhận thấy hệ thống tín phong và phản tín phong; nhưng sự hình thành tín phong và phản tín phong không phải liên quan với sự đi lên của không khí nóng ở xích đạo mà liên quan với sự mở rộng theo chiều nằm ngang của đới gió Tây từ miền ôn đới sang miền vĩ độ thấp. Chính vì vậy mà nhiều nhà khí tượng thế giới cho rằng: những chuyển động thẳng đứng của không khí trong vùng xích đạo không có ý nghĩa to lớn đối với hoàn lưu chung khí quyển như trước đây người ta đã gán cho nó. Do đó, người ta xem gió Tây thổi mạnh ở miền ôn đới, phát sinh trong vùng nhiệt độ giảm mạnh mẽ, khi nhiệt độ tăng là động lực chủ yếu của hoàn lưu chung khí quyển. Sơ đồ hoàn lưu vĩ hướng trung bình còn nêu được những đặc điểm quan trọng của hoàn lưu trên cao như: sự phân bố các đới gió thịnh hành khá phù hợp với sơ đồ vòng hoàn lưu đối - bình lưu trong các sơ đồ hoàn lưu nhiệt; sự phân bố của tốc độ gió theo độ cao ở các vĩ độ trong cả hai mùa, trên đó nổi bật nên các vùng có gió mạnh đạt tới 30-40 m/s hoặc lớn hơn. Các vùng gió mạnh này thổi vòng quanh trái đất khi lệch về phía Bắc khi lệch về phía Nam hoặc bị đứt đoạn gây ảnh hưởng rất lớn đến các quá trình khí quyển ở các lớp dưới thấp. 4) Hoàn lưu thực tế trên trái đất Do có sự phân bố không đều giữa lục địa và biển trên bề mặt dẫn đến sự phân bố không đồng đều về chế độ nhiệt và nơi lạnh nhất thế giới không phải là Bắc hoặc Nam cực mà là Iacút (Véckhôiăngxơcơ) và Gơrenlen, nơi nóng nhất không phải là xích đạo mà là các sa mạc thuộc Phi châu, á châu và Bắc Mỹ; từ đó dẫn đến sự phân bố không đồng đều về khí áp. Như vậy, sự khác biệt giữa hoàn lưu thực tế với sơ đồ hoàn lưu chung là do chế độ nhiệt thực tế của bề mặt đất gây ra. Ta sẽ sử dụng các bản đồ khí áp trung bình vào tháng I và VII để nghiên cứu hoàn lưu thực tế vào mùa đông và mùa hè (hình 2-4, 2-5, 2-6 và 2-7). a) Trường khí áp trung bình trên bản đồ tháng I - Trường khí áp trung bình trên mực biển: ở Bắc bán cầu: Các trung tâm khí áp được phân bố như sau: + Cao áp Bắc băng dương hình thành trên biển băng mờ. + Cao áp Xêbêri, Gơrenlen và Bắc Mỹ phát triển mạnh thành các xoáy nghịch lớn (do bề mặt đệm lạnh). + áp thấp Alêuchiên và áp thấp Itslan phát triển và thể hiện rõ. + Cao áp phó nhiệt đới Bắc Thái Bình Dương (Haoai) và Bắc Đại Tây Dương (Aso) giảm yếu do tác dụng của nhiệt lực. + Dải áp thấp xích đạo di chuyển xuống phía Nam bán cầu. ở Nam bán cầu: Các trung tâm khí áp được phân bố như sau: + Tại ϕ = 20 ÷ 40o cao áp trên đại dương thể hiện rõ (Nam ấn Độ Dương, Thái Bình Dương và Đại Tây Dương). + Trên lục địa Nam Mỹ, châu Phi, châu úc hình thành các trung tâm xoáy thuận. + Cực Nam hình thành áp thấp Nam cực. Hình 4-4: Bản đồ khí áp ở mực biển vào tháng giêng Hình 4-5: Bản đồ khí áp ở mực biển vào tháng bảy Hình 4-6: Bản đồ đẳng cao mặt 500 mb nửa Đông Bắc bán cầu vào tháng giêng Hình 4-7: Bản đồ đẳng cao mặt 500 mb nửa Đông Bắc bán cầu vào tháng bảy - Trường khí áp trung bình trên cao + Do không khí bốc lên cao ở vùng vĩ độ thấp nên ở trên cao: áp cao ở vĩ độ thấp, còn áp thấp ở vĩ độ cao. + Sự phân bố áp suất như vậy xuất hiện građiăng địa thế vị nằm ngang theo hướng kinh tuyến và các đường đẳng cao nói chung song song với vùng vĩ tuyến và có chiều phù hợp với qui tắc gió địa chuyển, tức là từ Tây sang Đông - Đó là hoàn lưu vĩ hướng Tây - Đông. b) Trường khí áp trung bình trên bản đồ tháng VII - Trường khí áp trung bình trên mặt biển: ở Bắc bán cầu: Các trung tâm khí áp được phân bố như sau: + Các vùng xoáy nghịch cận nhiệt đới Aso, Haoai phát triển rất mạnh. + Dải áp thấp xích đạo thể hiện rõ và dịch chuyển về Bắc bán cầu. + Xoáy nghịch Xibêri, Gơrenlan yếu đi, có khi mờ hẳn; đặc biệt cao áp Bắc Mỹ tan rã và hình thành một trung tâm xoáy thuận. + áp thấp Alêuchiên, Itslan đầy lên. ở Nam bán cầu: Các trung tâm khí áp được phân bố như sau: + Vùng gần xích đạo là nơi có áp suất thấp. + Cao áp phó nhiệt đới hoạt động từ vĩ độ ϕ = 30 ÷ 40o + Từ vĩ độ ϕ = 60o trở về cực là khu vực áp thấp . - Trường khí áp trung bình trên cao: + Sự phân bố khí áp cũng giống như tháng I, song có điểm khác là về cường độ các trung tâm khí áp; građiăng địa thế vị ở Bắc bán cầu nhỏ hơn nhiều tháng I, ở Nam bán cầu lớn hơn nhiều tháng I. Hay nói khác: građiăng địa thế vị ở bán cầu nào về mùa đông cũng lớn hơn nhiều so với về mùa hạ. + Từ đó ta thấy sự tương phản áp suất giữa xích đạo và cực ở mực nào đó của tầng đối lưu về mùa đông sẽ lớn hơn về mùa hè. Do đó, hoàn lưu vĩ hướng Tây - Đông vào mùa đông sẽ lớn hơn vào mùa hè. c) Qua các bản đồ trung bình về trường áp có thể có các nhận xét sau: - Các bản đồ trường khí áp trung bình mặt biển tuy chưa phản ánh được tất cả sự phức tạp muôn hình muôn vẻ của hoàn lưu khí quyển trên trái đất song cũng nêu được cái nền cơ bản - cái nền này khá phù hợp với các sơ đồ hoàn lưu và các bản đồ này phản ánh được ảnh hưởng của sự phân bố biển và lục địa của trái đất mà các sơ đồ hoàn lưu trước chưa đề cập. - Các bản đồ trường khí áp trên cao cho thấy: Ngoài dòng vĩ hướng Tây - Đông, ta còn nhận thấy các sống, rãnh chứng tỏ có tồn tại các vận động kinh tuyến. Kết quả là: hoàn lưu vĩ hướng thỉnh thoảng bị phá hủy bởi hoàn lưu kinh hướng khi có rãnh, lưỡi có trục theo kinh tuyến phát triển. Như vậy, hoàn lưu khí quyển là sự kết hợp luôn luôn biến chuyển những dòng vĩ tuyến và kinh tuyến. Khi dòng vĩ tuyến chiếm ưu thế thì không khí sẽ chuyển động theo vòng vĩ tuyến (GP hướng từ xích đạo về cực); khi dòng kinh tuyến chiếm ưu thế (GP sẽ hướng theo vòng vĩ tuyến) thì khí quyển sẽ phân chia thành các cơ cấu khí áp đóng kín (cao áp chướng ngại và áp thấp bị cắt) chuyển động theo chiều kinh tuyến. - Kết hợp 2 loại bản đồ trên ta thấy hoàn lưu khí quyển có những biến thiên theo mùa rõ rệt. Điều đó có liên quan đến sự phân bố các nguồn nóng lạnh trên biển và lục địa, có nghĩa là khi mùa thay đổi thì sự chênh lệch về nhiệt độ giữa biển và lục địa có thay đổi dẫn đến hoàn lưu cũng thay đổi một cách tương ứng. Ví dụ: Trung tâm xoáy thuận được thay thế bằng trung tâm xoáy nghịch và người ta quan sát thấy sự biến thiên theo mùa của điều kiện thời tiết. Người ta gọi đó là đặc điểm gió mùa của hoàn lưu. d) Gió mùa - Định nghĩa: Các luồng không khí có qui mô lớn mà hướng thay đổi ngược chiều hay gần như ngược chiều từ nửa năm này sang nửa năm tiếp theo được gọi là gió mùa. Gió mùa có thể thấy ở mọi độ cao trên một vùng rộng lớn. Nhưng thông thường người ta thường dùng khái niệm gió mùa để chỉ các luồng không khí ở mặt đất (có độ dày không lớn). Cần phân biệt gió mùa với gió đất, gió biển. ở một chừng mực nào đó cả 2 thứ gió đều liên quan đến sự chênh lệch nhiệt độ giữa 2 mặt đệm khác nhau (đặc biệt là ở vùng ôn đới). Điểm khác ở chỗ: gió đất, biển có luồng nghịch ở trên, còn gió mùa thì không có (các bản đồ cao không chứng tỏ điều đó). Gió mùa có thể hình thành ở khắp mọi nơi trên trái đất với mức độ khác nhau. Năm 1950 Khơ rô môp đã tính toán chỉ tiêu gió mùa thông qua trị số trung bình các tần suất hướng gió chính và từ đó xây dựng được bản đồ phân bố gió mùa trên toàn thế giới. - Phân loại: Dựa vào nguồn gốc hình thành người ta phân gió mùa thành hai loại: gió mùa nhiệt đới và gió mùa ngoại nhiệt đới. + Gió mùa nhiệt đới: Gió mùa nhiệt đới (hay còn gọi là gió mùa xích đạo) hình thành trong vùng nhiệt đới (từ vĩ độ 25oB đến 25oN). Gió mùa nhiệt đới là kết quả của sự dịch chuyển đới tín phong Bắc bán cầu và Nam bán cầu khi áp thấp xích đạo di chuyển từ bán cầu này sang bán cầu kia theo chuyển động biểu kiến của mặt trời trong năm (hình 4-8). áp thấp xích đạo ϕ = 0 ϕ = 0 áp thấp xích đạo Mùa đông (BBC) Mùa hè (BBC) Hình 4-8 Như vậy, gió mùa nhiệt đới chính là sự trao đổi không khí giữa hai bán cầu ở tầng thấp; trong đó, sự di chuyển của áp thấp xích đạo đóng vai trò chủ yếu, còn sự chênh lệch nhiệt độ giữa lục địa và biển chỉ đóng vai trò thứ yếu. + Gió mùa ngoại nhiệt đới: Trái với gió mùa nhiệt đới, sự tương phản về nhiệt độ giữa biển và lục địa lại đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành gió mùa ngoại nhiệt đới. Gió mùa ngoại nhiệt đới thể hiện rõ ở bờ biển phía Đông châu á, dẫn đến sự biến đổi theo mùa của nhiệt độ đặc biệt lớn với: mùa đông gió mùa xuất phát từ cao áp lục địa Xibêri thổi ra áp thấp biển Alêuchiên; mùa hạ thổi từ cao áp phó nhiệt đới Bắc Thái Bình Dương về áp thấp lục địa châu á. 4.1.2 Vài nét đặc trưng hoàn lưu ở các đới vĩ độ 1) Hoàn lưu ở vĩ độ trung bình và vĩ độ cao a) Đới front trên cao Vùng có građiăng nhiệt độ theo chiều ngang lớn, gió mạnh, sự biến động tốc độ gió theo chiều cao lớn mà trên bản đồ thời tiết AT đó là các vùng có các đường đẳng cao (hoặc trên bản đồ OT đó có các đường đẳng nhiệt) xít nhau và là vùng chuyển tiếp giữa xoày thuận lạnh tầm cao và xoáy nghịch nóng tầm cao, được gọi là đới front trên cao (ĐFTC). ĐFTC hình thành ở độ cao 14 – 17 km, có chiều dài từ 1000 - 13000 km (thông thường 3000 – 4000 km) và chiều rộng 1000 – 1500 km. ĐFTC: thể hiện rõ ở trên bản đồ AT300 - AT200. Đặc trưng quan trọng của ĐFTC là: cửa vào hội tụ; cửa ra phân kỳ (hình 4-9). Thấp lạnh Cửa vào Cửa ra (Khu vào) (Khu ra) Cao nóng Hình 4-9 ĐFTC khác front chủ yếu là ở chỗ: ĐFTC là kiến trúc một phần của trường nhiệt áp biểu hiện chủ yếu qua hình dáng của các đường dòng, các đường đẳng cao trên bản đồ AT song nhiều trường hợp trên mặt đất chưa chắc đã có biểu thị front hoặc front rất mờ; ngược lại có khi ở mặt đất front rõ song lại không có ĐFTC. b) Đới front hành tinh trên cao Trên mỗi bán cầu trái đất, xoáy thuận trên cao chủ yếu ở các vĩ độ cao và tập hợp thành xoáy thuận hành tinh trên cao (có tâm ở cực); xoáy nghịch trên cao chủ yếu nằm ở vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và tập hợp thành cao áp cận nhiệt. Như vậy, giữa chúng có một đới front gọi là đới front hành tinh trên cao (ĐFHTTC). ĐFHTTC đôi khi chia thành 2 hoặc 3 đới, các đới này có thể hoà nhập kéo dài theo vùng vĩ tuyến hoặc uốn dạng Ω theo kinh tuyến. ĐFHTTC phân thành các nhánh: nhánh Bắc ngăn cách giữa không khí cực và không khí vĩ độ trung bình; nhánh Nam ngăn cách giữa không khí vĩ độ trung bình và không khí nhiệt đới. Các nhánh này di chuyển theo mùa. Như vậy, có thể coi đới front trên cao là một thành phần của đới front hành tinh trên cao. c) Dòng chảy xiết Những dòng không khí có tốc độ rất lớn thể hiện trên ĐFTC và ĐFHTTC, có vận tốc khá lớn từ 50 đến 80 m/s, có khi lên tới 100 đến 150 m/s hoặc lớn hơn được gọi là dòng chảy xiết. Nhiều người còn gọi dòng chảy xiết là dải front trên cao hoặc dải front hành tinh trên cao. Nếu lấy đường đẳng tốc 25 ÷ 50 m/s làm giới hạn ngoài thì kích thước của dòng chảy xiết trên ĐFTC dài khoảng 1000 ÷ 12000 km, trên ĐFHTTC có thể bao cả vòng quanh trái đất còn độ rộng dòng chảy xiết khoảng 1000 km và độ dày vào khoảng 6 ÷ 10 km. Trục của dòng chảy xiết ở độ cao chừng 9 ÷ 12 km (xấp xỉ đỉnh tầng đối lưu). Qua trục của dòng chảy xiết là các đường đẳng tốc sắp xếp không đối xứng mà xít nhiều nghiêng về không khí lạnh. Có thể quan sát được 2 hoặc 3 dòng chảy xiết khi ĐFHTTC hình thành các nhánh ở các vĩ độ khác nhau. d) Sóng trong gió Tây Ngoài rìa xoáy thuận hành tinh có đới gió Tây, trong đó có hình thức dao động sóng. Dao động sóng này thể hiện trên các đường đẳng cao trong đới gió Tây. Hướng chuyển động của sóng khí áp này thường ổn định từ Tây sang Đông nên dao động sóng được gọi là sóng trong gió Tây hay sóng Tây. Sóng trong gió Tây bao quanh toàn cầu với 3 đến 6 sóng dài với độ dài sóng cỡ hàng nghìn km, tốc độ chuyển động nhanh. Ngoài rìa sóng dài này thường có các sóng ngắn hình thành do sự nhiễu động sóng; các sóng này có liên quan với sự di chuyển của các cơ cấu khí áp ở mặt đất. Tốc độ chuyển động của sóng ngắn này còn nhanh hơn sóng dài. Giữa sóng ngắn và sóng dài có mối quan hệ tương hỗ: sóng dài nhiễu động tạo thành sóng ngắn và sóng ngắn tiêu tan nhường chỗ cho sóng dài. Vậy sóng Tây có quan hệ mật thiết với front và xoáy thuận ở mặt đất. Tốc độ di chuyển của sóng Tây phụ thuộc vào vĩ độ địa lý, độ dài bước sóng của nó và tốc độ của gió Tây. Theo kết quả nghiên cứu của Rossby thì tốc độ di chuyển của sóng Tây nhỏ hơn nhiều so với tốc độ của gió Tây. Trong tính toán, tốc độ sóng Tây sẽ mang giá trị dương khi sóng di chuyển về phía Đông, trị số âm khi sóng di chuyển về phía Tây và bằng 0 (hay còn gọi là sóng tĩnh) khi sóng không di chuyển. e) Quá trình ngăn chặn, chia cắt và đứt đoạn Sóng Tây có thể bất ổn định ở một phần nào đó, tức là biên độ sóng mở rộng và kết quả là trong đới gió Tây có thể xuất hiện một loạt các áp thấp hoặc rãnh lạnh và các áp cao hoặc lưỡi nóng; do đó có sự phân bố lại các đường đẳng áp và đẳng nhiệt. Quá trình này gọi là quá trình biến dạng trên cao. Tương ứng với quá trình biến dạng trên cao là trường biến dạng trên cao. Có thể chia trường biến dạng trên cao thành 2 loại: + Trường biến dạng đối xứng: Trường biến dạng đối xứng có đôi cao áp nóng và đôi thấp áp lạnh đối diện nhau. Hình 4-10 biểu diễn trường biến d