Распределение атмосферного давления на уровне океана, изображённое с помощью изобар, носит наименование барического рельефа за внешнее сходство с картиной рельефа земной поверхности, изображённого изогипсами.
Замкнутые системы изобар называются циклоническими, если в центре расположена область низкого давления, а во все стороны от неё давление повышается. Если же в центре давление высокое и отсюда во все стороны к периферии понижается, такая замкнутая система изобар называется антициклонической, или кратко — антициклоном. В дальнейшем речь будет идти о среднем, или климатологическом, барическом рельефе.
Рассматривая карту июльских изобар, видим:
1. По обе стороны от экватора располагается полоса пониженного давления, особенно к северу от экватора.
2. В северном полушарии над Атлантическим и Тихим океанами по обе стороны от 30-й параллели — две области высокого давления: к западу от Калифорнии давление достигает 1027 мб, в районе Азорских островов 1024 мб. В южном полушарии по обе стороны 30-й параллели тянется почти непрерывный пояс высокого давления (до 1021—1027 мб), хорошо выраженный и над океанами, и над материками. Таким образом, на 30-х параллелях обоих полушарий располагаются субтропические зоны высокого давления; отдельные слагающие их антициклоны называются субтропическими максимумами.
3. Над материками северного полушария, вследствие того, что летом суша нагрета сильнее, чем море, развиты области низкого давления. Особенно глубокий минимум (997 мб) расположен к востоку от Персидского залива. Несколько пониженное против нормального давление характеризует район Исландии (1009 мб). Над Гренландией развит антициклон (до 1024 мб), — результат охлаждения воздуха над поверхностью ледникового щита. Однако ледниковый антициклон над Гренландией недостаточно силён, чтобы устоять против вторжения очень глубоких барических минимумов, и нередко ветры здесь дуют с моря на ледниковый щит и поперек щита с одного моря на другое.
4. В южном полушарии к югу от зоны высокого давления до антарктического континента лежит резко выраженный пояс низкого давления. Над Антарктидой же (по тем же причинам, что и над Гренландией) стоит антициклон.
Первый профиль пересекает с севера на юг Атлантический океан. На нём отчётливо выражены приэкваториальная область пониженного давления, оба субтропических максимума, две барические депрессии около 60-х параллелей (особенно глубокая в южном полушарии) и повышение давления от этих барических депрессий в сторону полюсов.
Второй профиль пересекает Азию и Индийский океан. Он почти во всём аналогичен первому профилю, за исключением того, что на нём приэкваториальная депрессия развилась далеко на север и над азиатским континентом по обе стороны от 30-й параллели установился довольно глубокий барический минимум.
Изучение карты январских изобар позволяет сделать следующие заключения:
1. Приэкваториальная депрессия (менее 1012 мб) не только сохранилась, но и несколько углубилась.
2. Субтропические максимумы над Атлантикой и Тихим океаном сохранились, но, по сравнению с июлем, выражены несколько менее резко и на меньшей площади. Субтропический пояс высокого давления в южном полушарии тоже сохранился в несколько ослабленном виде, и теперь он выражен уже только над океанами, так как в это время в южном полушарии лето и материки сильно нагреты.
3. В северном полушарии над материками, в связи с остыванием их, установились антициклональные условия, особенно резко выраженные над Азией (давление до 1036 мб). В то же время над океанами в умеренных широтах обозначились два глубоких минимума — исландский (менее 1000 мб) и алеутский. Первый лежит на 60-й параллели к юго-западу от Исландии; от него отходит ложбина низкого давления в сторону полярного круга между Норвегией и Шпицбергеном.
4. В южном полушарии давление над материками пониженное, над морем повышенное. По-прежнему хорошо выражен пояс низкого давления в умеренных широтах, непрерывно окаймляющий земной шар по 60-й параллели.
На основании сравнения профилей и карт среднего барического рельефа для июля и января легко уловить некоторые общие статистические закономерности в распределении атмосферного давления по земному шару. Барический рельеф оказывается зональным: можно различать три пояса депрессий (один у экватора, два в умеренных широтах) и четыре ареала повышенного давления (две области в приполярных районах и два пояса в субтропиках). Пояса эти не сплошные, а состоят как бы из отдельных звеньев. Но, тем не менее, они выражены вполне отчётливо в этих звеньях, — иногда резче, иногда слабее.
Устойчивые области повышенного и пониженного давления, на которые распадается барическое поле у поверхности Земли, принято называть центрами действия атмосферы, так как они оказывают особенно большое влияние на воздушные течения, условия погоды и климат примыкающих к ним территорий. Там, где в течение года преобладают барические системы одного типа (либо депрессии, либо максимумы), располагаются постоянные центры действия, к числу которых относятся: 1) экваториальная депрессия, 2) субтропические зоны высокого давления, распадающиеся на антициклоны: азорский и гонолульский в северном полушарии, южноатлантический (или антициклон о. св. Елены), южнотихоокеанский и южноиндийский (или антициклон о. Маврикия) в южном полушарии;
3) исландская и алеутская депрессии в северном полушарии, сплошная зона пониженного давления в умеренных широтах южного полушария; 4) слабо выраженные антициклоны арктический и антарктический.
В отличие от них следует выделить сезонные центры действия, где характер барического рельефа в одно время года диаметрально противоположен характеру барического рельефа в другое время года. Хорошим примером может служить азиатский материк, где летом развивается глубокая (997 мб) барическая депрессия, зимой же — ярко выраженный антициклон (1036 мб). В Северной Америке канадский зимний антициклон (свыше 1020 мб) сменяется летней североамериканской депрессией (1012 мб). В южном полушарии летние (январские) депрессии над Австралией, Южной Америкой и южной Африкой уступают место зимой австралийскому, южноамериканскому и южноафриканскому антициклонам.
Сопоставив зональность барического рельефа Земли с тем, что нам известно о роли температуры в изменениях давления, необходимо прийти к заключению, что между зональностью в распределении тепла по Земле и зональностью барического рельефа на уровне моря существует довольно тесная зависимость. В самом деле, постоянное низкое давление в районе экватора и повышенное давление в приполярных областях легко связываются с термическими условиями этих областей. Нагревание суши летом поддерживает образование над ней низкого давления, охлаждение зимой — образование высокого давления. Резкая выраженность исландского минимума зимой объясняется тем, что именно в это время контраст между тёплым морем и соседней холодной сушей особенно велик. Летом исландский минимум ослабевает, но не исчезает потому, что море по-прежнему остаётся теплее покрытой льдами Гренландии. Постоянная отрицательная температурная аномалия над Гренландией и Антарктикой ведёт здесь к господству антициклональных условий, хотя устойчивость их, в частности для Гренландии и недостаточно велика.
Однако одним распределением температур зональность барического рельефа полностью объяснена быть не может. В частности, в нарисованную выше схему почти вовсе не укладывается существование постоянных областей высокого давления в субтропиках, хотя и они, по мнению В. Гемфриса, имеют отчасти термическое происхождение, размещаясь в областях отрицательных термических аномалий. Всё же главная причина возникновения субтропических максимумов динамическая. Как увидим, они теснейшим образом связаны с отклоняющим действием вращения Земли на движущиеся воздушные потоки.