Какво е определение на циклон и антициклон накратко. Какво е циклон? Тропически циклон в южното полукълбо. Циклони и антициклони – характеристики и наименования. Циклони и антициклони
Атмосферните явления са обект на изследване от векове поради тяхното значение и влияние върху всички сфери на живота. Циклоните и антициклоните не са изключение. Концепцията за тези метеорологични явления се дава в училище по география. Циклоните и антициклоните след такова кратко проучване остават загадка за мнозина. и фронтовете са ключови концепции, които ще помогнат да се улови същността на тези метеорологични явления.
въздушни маси
Често се случва в продължение на много хиляди километри в хоризонтална посока въздухът да има много сходни свойства. Тази маса се нарича въздушна маса.
Въздушните маси се делят на студени, топли и местни:
Студена маса се нарича, ако нейната температура е по-ниска от температурата на повърхността, върху която се намира;
Топло - това е такава въздушна маса, чиято температура е по-висока от температурата на повърхността, която е под нея;
Местната въздушна маса не се различава по температура от повърхността под нея.
Въздушните маси се образуват над различни части на Земята, което води до особености в техните свойства. Ако масата се образува над Арктика, тогава тя ще се нарича Арктика. Разбира се, такъв въздух е много студен, може да донесе гъста мъгла или лека мъгла. Полярният въздух счита за своя залеж умерените ширини. Неговите свойства могат да варират в зависимост от това кое време на годината е. През зимата полярните маси не се различават много от арктическите, но през лятото такъв въздух може да донесе много лоша видимост.
Тропическите маси, дошли от тропиците и субтропиците, имат висока температура и повишено съдържание на прах. Те са отговорни за мъглата, която покрива обектите, когато се гледа от разстояние. Тропическите маси, образувани в континенталната част на тропическия пояс, водят до прашни вихри, бури и торнадо. Екваториалният въздух е много подобен на тропическия въздух, но всички тези свойства са по-изразени.
Фронтове
Ако се срещнат две въздушни маси с различни температури, се образува ново метеорологично явление - фронт, или интерфейс.
Според характера на движение фронтовете се делят на стационарни и подвижни.
Всеки съществуващ фронт разделя въздушните маси помежду си. Например главният полярен фронт е въображаем посредник между полярния и тропическия въздух, главният арктически фронт е между арктическия и полярния въздух и т.н.
Когато топла въздушна маса се движи над студена въздушна маса, възниква топъл фронт. За пътниците входът на такъв фронт може да предвещава или силен дъжд, или сняг, което значително ще намали видимостта. Когато студеният въздух е вклинен под топъл въздух, се образува студен фронт. Корабите, навлизащи в студения фронт, страдат от шквалове, валежи и гръмотевични бури.
Случва се въздушните маси да не се сблъскват, а настигат една друга. В такива случаи се образува фронт на оклузия. Ако ролята на догонващата се изпълнява от студената маса, тогава това явление се нарича фронт на студената оклузия, ако обратното, тогава фронтът на топлата оклузия. Тези фронтове носят поройно време със силни пориви на вятъра.
Циклони
За да разберете какво е антициклон, трябва да разберете, Това е зона в атмосферата с минимален индикатор в центъра. Генерира се от две с различни температури. По фронтовете се създават много благоприятни условия за тяхното формиране. В циклона въздухът се движи от краищата му, където налягането е по-високо, към центъра.В центъра въздухът сякаш е изхвърлен нагоре, което прави възможно образуването на възходящи потоци.
По начина, по който въздухът се движи в циклон, е лесно да се определи в кое полукълбо се е образувал. Ако посоката му съвпада с движението на часовата стрелка, то това определено е Южното полукълбо, ако е срещу него, това е
Циклоните провокират такива метеорологични явления като натрупване на облачни маси, обилни валежи, вятър и температурни промени.
тропически циклон
От циклони, образувани в умерените ширини, се отделят циклоните, които дължат произхода си на тропиците. Имат много имена. Това са урагани (Западна Индия), тайфуни (източно от Азия), и просто циклони (Индийски океан) и аркани (южно от Индийския океан). Размерите на такива вихри варират от 100 до 300 мили, а диаметърът на центъра е от 20 до 30 мили.
Вятърът тук се ускорява до 100 км / ч и това е типично за цялата площ на вихъра, което радикално ги отличава от циклоните, образувани в умерените ширини.
Сигурен знак за приближаването на такъв циклон са вълни по водата. Освен това той върви в посока, обратна на духащия вятър или вятъра, който духаше малко преди това.
Антициклон
Областта на високо налягане в атмосферата с максимум в центъра е антициклонът. Налягането в краищата му е по-ниско, което позволява на въздуха да се втурва от центъра към периферията. Въздухът, разположен в центъра, непрекъснато се спуска и се отклонява към краищата на антициклона. Така се образуват низходящи потоци.
Антициклонът е противоположността на циклона и защото в Северното полукълбо следва часовата стрелка, в Южното полукълбо върви срещу нея.
След повторно четене на цялата горна информация можем да кажем с увереност какво е антициклон.
Интересно свойство на антициклоните на умерените ширини е, че те сякаш следват циклони. В този случай заседналото състояние напълно характеризира антициклона. Времето, образувано от този вихър, е леко облачно и сухо. Вятър практически няма.
Второто име на това явление е Сибирският максимум. Продължителността на живота му е около 5 месеца, а именно края на есента (ноември) - началото на пролетта (март). Това не е един антициклон, а няколко, които много рядко отстъпват място на циклони. Височината на ветровете достига 3 км.
Поради географската среда (планините на Азия) студеният въздух не може да се разпръсне, което води до още по-голямо охлаждане, температурата близо до повърхността пада до 60 градуса под нулата.
Говорейки за това какво е антициклон, можем с увереност да кажем, че това е атмосферен вихър с огромни размери, който носи ясно време без валежи.
Циклони и антициклони. Прилики и разлики
За да разберете по-добре какво представляват антициклон и циклон, трябва да ги сравните. Изяснихме дефинициите и основните аспекти на тези явления. Въпросът как се различават циклоните и антициклоните остава открит. Таблицата ще покаже тази разлика по-ясно.
| № | Характеристика | Циклон | Антициклон |
| 1. | Размери | 300-5000 км в диаметър | Може да достигне 4000 км в диаметър |
| 2. | Скорост на движение | 30 до 60 км/ч | От 20 до 40 км/ч (с изключение на заседнали превозни средства) |
| 3. | Места на произход | Навсякъде освен екватора | Над лед и в тропиците |
| 4. | Причини | Поради естественото въртене на Земята (силата на Колиолис), с дефицит на въздушна маса. | Поради появата на циклон, с излишък от въздушна маса. |
| 5. | налягане | Ниско в центъра, високо по краищата. | Високо в центъра, ниско по краищата. |
| 6. | Посока на въртене | В южното полукълбо - по часовниковата стрелка, в северното - срещу него. | На юг - обратно на часовниковата стрелка, на север - по часовниковата стрелка. |
| 7. | Метеорологично време | Облачно, силен вятър, много валежи. | Ясно или частично облачно, без вятър и валежи. |
Така виждаме как се различават циклоните и антициклоните. Таблицата показва, че това не са просто противоположности, естеството на тяхното възникване е съвсем различно.
Че този въпрос е начело сред въпросите, които се задават на синоптиците. Отдавна се каня да напиша публикация за това.
Спомням си в детската приказка за 38 папагала имаше една глава, че някой е развалил времето, но кой не е обяснено там и четирима приятели животни си хвърлят вината един върху друг. И така, как да отговорите, ако дете попита кой е развалил времето? Отговарям на децата си така: "Циклонът развали времето. И аз го оправих - антициклонът." Вероятно за мнозина знанието за това какво означават тези думи свършва дотук. Да, аз самият съвсем наскоро разбрах защо те влияят на времето по този начин. И също така, защо точно такива образувания съществуват в атмосферата.
Без да усложнявате нещата твърде много, картина, която обяснява много, може да изглежда така:
Обикновено, когато се описва циклон, акцентът е върху факта, че въртенето на въздуха в него се случва обратно на часовниковата стрелка (ако го погледнете отгоре в северното полукълбо). Според мен е много по-интересно да го погледнем отстрани, както е показано на фигурата. В долния слой на атмосферата въздухът се изтегля в циклона, след което се издига, а в горната част се разпространява. В този смисъл гръмотевичният облак е намален модел на циклон, тъй като движението на въздуха във вертикална равнина се извършва в него по същия начин. И дори разпространението на въздуха отгоре може да се проследи по "наковалнята". Антициклонът се нарича така ненапразно, защото наистина е абсолютният антипод на циклона. В него, отгоре, въздухът се движи към центъра, в централната част се спуска и след това се разпространява отстрани близо до земята.
И така, фактът, че въздухът в циклона се издига, а в антициклон пада, е основното нещо, което прави времето. Възходящите движения на въздуха го карат да се охлади, влажността му се увеличава и след това се образуват облаци и от тях започват да падат валежи. А движенията надолу, напротив, водят до факта, че въздухът се затопля, става по-сух и облаците се разпръскват. Ето едно просто обяснение. Но след това остават още няколко въпроса.
1. А какво ще кажете за атмосферното налягане и защо то се понижава в циклон и се повишава в антициклон?
Дълго време не можех да отговоря на този прост въпрос, но наскоро стигнах до извода, че натискът е само страничен фактор, следствие от вертикални движения. Включете прахосмукачката и я насочете към стената. Очевидно въздушният поток ще създаде свръхналягане. Същото се случва и в антициклон. Въздухът се движи към земята и я притиска. А в циклон – напротив.
2. Какво кара въздуха да се движи във вертикална равнина?
Когато циклон или антициклон съществува от дълго време, въздухът се движи така, защото друг въздух го притиска отстрани и трябва да отидеш някъде. Но когато започне циклон, спусъкът е, че въздухът отдолу е по-топъл и следователно по-лек от въздуха отгоре. По-точно трябва да е по-топло не в абсолютно изражение, но температурата трябва да пада по-бързо с височината, отколкото при някакво равновесно (адиабатно) разпределение. Тогава има сила, която повдига въздуха нагоре, като в балон. И тогава въздухът идва отстрани на негово място и процесът е започнал. Най-добрите условия за възникване на циклон възникват на атмосферните фронтове: въздушни маси с различни температури просто влизат в контакт там. Веднага щом един фрагмент от фронта по някаква причина „отиде“ в една посока, а съседният в другата, се образува „вълна“, която след това се превръща в млад циклон.
3. Каква роля тук играе въртенето на Земята?
Въртенето на Земята влияе върху въртенето на въздуха в хоризонталната равнина. Ако Земята не се въртеше, циклоните и антициклоните нямаше да могат да съществуват стабилно, тъй като резултантните спадове на налягането бързо биха се изравнили и това е всичко. Но тъй като Земята се върти, силата на Кориолис действа върху въздуха, насочена перпендикулярно на посоката на нейното движение. На екватора е нула, така че там няма циклони. Силата на Кориолис кара въздуха в циклоните да се усуква и това също поддържа движението му във вертикалната равнина.
4. Защо има само две такива образувания? Защо не може да има нещо друго освен циклони и антициклони?
Защото има само две опции: във вертикална равнина движение нагоре или надолу, а в хоризонтална равнина движение по часовниковата стрелка или обратно на часовниковата стрелка. Трето няма.
5. Какво повече има на Земята: циклони или антициклони?
Всичко е различно във всеки един момент, средно има повече циклони, но за сметка на това са средно по-малки като площ.
6. Защо циклони и антициклони обичат да се образуват на едни и същи места?
На Земята има места, които са особено благоприятни за развитието на барични образувания от един или друг тип. Например, Северният Атлантик е най-характерното място за образуване на циклони. Има всичко за това: от една страна - топло течение, а от друга - ледниците на Гренландия. А в по-южните ширини в Атлантическия океан почти винаги има антициклон: той се поддържа както от циклони на север, така и от студено течение.
7. Защо циклоните носят топло време през зимата, а антициклоните – студено време и обратно през лятото?
За отговора на този въпрос получих 5+/5+ по география в училище :) Основният фактор тук е облачността. През зимата самата облачна покривка ограничава слана, поддържайки земята хладна през дългата нощ. А през лятото, напротив, облачността не позволява на слънцето да нагрява земята. Освен това, по-конкретно, през зимата имаме и въздух в циклони, който идва най-често от океана и е по-топъл.
8. Защо понякога е обратното: красиво време в циклон и тъмнина в антициклон?
Защото природата е много по-сложна от диаграмата, която нарисувах. Например през зимата може да има инверсия в антициклона, когато въздухът отдолу е по-студен от горния и се образуват непрекъснати облаци, от които дори могат да паднат дъждовни валежи. И в някои части на циклона, например, зад студен фронт, въздухът може да не се издига, а да пада. Различните циклони са също толкова различни един от друг, колкото различните момичета :) Времето никога не се повтаря и затова е толкова интересно да го гледаш.
въздушни маси- това са големи въздушни маси от тропосферата и долната стратосфера, които се образуват върху определена територия на сушата или океана и имат относително еднакви свойства - температура, прозрачност. Те се движат като една единица и в една и съща посока в атмосферната система.
Въздушните маси заемат площ от хиляди квадратни километра, тяхната дебелина (дебелина) достига до 20-25 km. Придвижвайки се по повърхност с различни свойства, те се нагряват или охлаждат, или стават по-сухи. Нарича се топла или студена въздушна маса, която е по-топла (по-студена) от околната среда. Има четири вида въздушни маси в зависимост от районите на образуване: екваториални, тропически, умерени, арктически (антарктически) въздушни маси (фиг. 13). Те се различават основно по температура и влажност. Всички видове въздушни маси, с изключение на екваториалните, се делят на морски и континентални, в зависимост от естеството на повърхността, върху която са се образували.
Екваториалната въздушна маса се образува в пояса. Има доста високи температури и влажност, близки до максималната, както над сушата, така и над морето. Континенталната тропическа въздушна маса се формира в централната част на континентите в. Има висока температура, ниска влажност, високо съдържание на прах. Морската тропическа въздушна маса се образува над океаните в тропическите ширини, където преобладават доста високи температури на въздуха и се отбелязва висока влажност.
Континентална умерена въздушна маса се формира над континентите в, доминира в Северното полукълбо. Неговите свойства се променят със сезоните. През лятото температурата и влажността са доста високи, типични са валежите. През зимата ниски и изключително ниски температури и ниска влажност. Морска умерена въздушна маса се образува над океаните с топли течения в умерените ширини. През лятото е по-хладно, през зимата по-топло и има значителна влажност.
Континенталната арктична (антарктична) въздушна маса се образува над ледовете на Арктика и има изключително ниски температури и ниска влажност, висока прозрачност. Морската арктична (антарктична) въздушна маса се образува над периодично замръзващи морета и океани, температурата й е малко по-висока, влажността е по-висока.
Въздушните маси са в постоянно движение; когато се срещнат, се образуват преходни зони или фронтове. - граничната зона между две с различни свойства. Ширината на атмосферния фронт достига десетки километри. Атмосферните фронтове могат да бъдат топли и студени, в зависимост от това какъв въздух се движи в територията и какво се измества (фиг. 14). Най-често атмосферните фронтове възникват в умерените ширини, където се срещат студен въздух от полярните и топъл въздух от тропическите ширини.
Преминаването на фронта е придружено от изменения в . Топлият фронт се придвижва към студения въздух. Свързва се със затопляне, нимбостратови облаци, носещи дъждовни валежи. Студеният фронт се придвижва към топлия въздух. Носи обилни краткотрайни обилни валежи, често с шквал и захлаждане.
Циклони и антициклони
В атмосферата, когато две въздушни маси се срещнат, възникват големи атмосферни вихри -. Те са плоски въздушни вихри, покриващи хиляди квадратни километри на височина само 15-20 км.
Циклон- атмосферен вихър с огромен (от стотици до няколко хиляди километра) диаметър с понижено въздушно налягане в центъра, със система от ветрове от периферията към центъра срещу в Северното полукълбо. В центъра на циклона се наблюдават възходящи въздушни течения (фиг. 15). В резултат на възходящи въздушни течения в центъра на циклоните се образуват мощни облаци и валежите падат.
През лятото, по време на преминаването на циклони, температурата на въздуха намалява, а през зимата се повишава, започва размразяване. Приближаването на циклон причинява облачно време и промяна в посоката на вятъра.
Тропическите циклони се срещат в тропически ширини от 5 до 25° и в двете полукълба. За разлика от циклоните на умерените ширини, те заемат по-малка площ. Тропическите циклони се появяват над топлата морска повърхност в края на лятото - началото на есента и са придружени от мощни гръмотевични бури, обилни валежи и бурни ветрове, които имат огромна разрушителна сила.
В тропическите циклони те се наричат, в Атлантическия океан -, край бреговете на Австралия - Willy-Willy. Тропическите циклони носят голямо количество енергия от тропически до умерени ширини, което ги прави важен компонент от глобалните процеси на атмосферна циркулация. За тяхната непредсказуемост на тропическите се дават женски имена (например "Катрин", "Жулиета" и др.).
Антициклон- атмосферен вихър с огромен диаметър (от стотици до няколко хиляди километра) с област с високо налягане близо до земната повърхност, със система от ветрове от центъра до периферията по посока на часовниковата стрелка в северното полукълбо. В антициклона се наблюдава низходящо течение на въздуха.
Както през зимата, така и през лятото антициклонът се характеризира с безоблачно небе и спокойствие. По време на преминаването времето е слънчево, горещо през лятото и много студено през зимата. Антициклоните се образуват над ледените покривки на Антарктида, над океаните в тропическите ширини.
Свойствата на въздушните маси се определят от областите на тяхното образуване. Когато се преместят от местата си на формиране към други, те постепенно променят свойствата си (температура и влажност). Благодарение на циклоните и антициклоните, топлината и влагата се обменят между географските ширини. Смяната на циклоните и антициклоните в умерените ширини води до резки промени във времето.
Краткотрайни процеси на образуване на вятър
Краткотрайните процеси водят и до образуване на ветрове, които за разлика от преобладаващите ветрове не са редовни, а протичат хаотично, често през определен сезон. Тези процеси са образуването циклони, антициклонии подобни явления от по-малък мащаб, по-специално гръмотевични бури.
Циклон Катарина в Южния Атлантик. 26 март 2004 г
Циклони И антициклони се наричат области с ниско или съответно високо атмосферно налягане, обикновено тези, които се срещат в пространство, по-голямо от няколко километра. На Земята те се образуват върху по-голямата част от повърхността и се характеризират с типичната си циркулационна структура. Поради влиянието на силата на Кориолис, в Северното полукълбо движението на въздуха около циклона се върти обратно на часовниковата стрелка, а около антициклона - по часовниковата стрелка. В южното полукълбо посоката на движение е обърната. При наличие на триене по повърхността има компонент на движение към центъра или далеч от центъра, в резултат на което въздухът се движи по спирала към областта на ниско налягане или далеч от областта на високо налягане.
Циклон
Циклон (от други гръцки κυκλῶν - „въртящ се“) - атмосферен вихър с огромен (от стотици до няколко хиляди километра) диаметър с намалено въздушно налягане в центъра.
Движение на въздуха (пунктирани стрелки) и изобари (плътни линии) в циклон в северното полукълбо
Въздухът в циклоните циркулира обратно на часовниковата стрелка в северното полукълбо и по посока на часовниковата стрелка в южното. Освен това във въздушни слоеве на височина от земната повърхност до няколкостотин метра вятърът има член, насочен към центъра на циклона по баричния градиент (в посока на намаляване на налягането). Стойността на термина намалява с височината.
Схематично представяне на процеса на образуване на циклони (черни стрелки) поради въртенето на Земята (сини стрелки)
Циклонът не е просто противоположността на антициклон, те имат различен механизъм на възникване. Циклоните се появяват постоянно и естествено поради въртенето на Земята, благодарение на силата на Кориолис. Следствие от теоремата за фиксираната точка на Брауер е наличието на поне един циклон или антициклон в атмосферата.
Има два основни типа циклони - извънтропиченИ тропически. Първите се образуват в умерени или полярни ширини и имат диаметър хиляди километри в началото на развитие, а до няколко хиляди при т.нар. централен циклон.Сред извънтропичните циклони се разграничават южните циклони, които се образуват на южната граница на умерените ширини (Средиземно море, Балкани, Черно море, Южен Каспий и др.) и се изместват на север и североизток. Южните циклони имат колосални запаси от енергия; Именно с южните циклони в централна Русия и ОНД са свързани най-обилните валежи, ветрове, гръмотевични бури, шквалове и други метеорологични явления.
Тропическите циклони се образуват в тропическите ширини и са по-малки (стотици, рядко повече от хиляда километра), но имат по-големи барични градиенти и скорости на вятъра, достигащи до бури. Такива циклони се характеризират и с т.нар. "око на бурята" - централна зона с диаметър 20-30 км с относително ясно и спокойно време. Тропическите циклони могат да се трансформират в екстратропични циклони по време на своето развитие. Под 8-10° северна и южна ширина циклони се срещат много рядко, а в непосредствена близост до екватора изобщо не се срещат.
Циклони в атмосферата на Сатурн. Снимка на сондата Касини
Циклоните се срещат не само в земната атмосфера, но и в атмосферите на други планети. Например в атмосферата на Юпитер от много години съществува т.нар голямо червено петнокоето очевидно е дълготраен антициклон. Циклоните в атмосферите на други планети обаче не са достатъчно проучени.
Голямото червено петно в атмосферата на Юпитер (снимка на Вояджър 1)
Голямото червено петно е гигантски антициклонен ураган, дълъг 24-40 хил. км и широк 12-14 хил. км (значително по-голям от Земята). Размерът на петното непрекъснато се променя, общата тенденция е към намаляване; Преди 100 години BKP беше около 2 пъти по-голям и много по-ярък. Въпреки това, това е най-големият атмосферен вихър в Слънчевата система.
Цветна анимация на движението на BKP
Голямото тъмно петно в атмосферата на Нептун
Тъмното, елипсовидно петно (13 000 km × 6 600 km) беше подобно по размер на Земята. Около мястото скоростта на вятъра достигна 2400 км/ч, което беше най-високото в цялата Слънчева система. Смята се, че мястото е дупка в метановите облаци на Нептун. Голямо тъмно петно постоянно променя формата и размера си.
Голямо тъмно петно
извънтропичен циклон
Циклоните, които се образуват извън тропиците, са известни като извънтропичен. От двата типа широкомащабни циклони, те са по-големите (класифицирани като синоптични циклони), най-често срещаните и се срещат върху по-голямата част от земната повърхност. Именно този клас циклони е най-отговорен за ежедневните промени във времето и тяхното прогнозиране е основната цел на съвременните прогнози за времето.
Според класическия (или норвежкия) модел на Бергенската школа, извънтропичните циклони се образуват главно близо до полярния фронт в зони на особено силен струен поток на голяма надморска височина и получават енергия поради значителен температурен градиент в този регион. По време на образуването на циклон стационарният атмосферен фронт се разпада на участъци от топъл и студен фронт, движещи се един към друг с образуване на оклузионен фронт и завихряне на циклона. Подобна картина възниква и в по-късния модел на Шапиро-Кейзер, базиран на наблюдението на океанските циклони, с изключение на дългосрочното движение на топлия фронт перпендикулярно на студения без образуване на фронт на оклузия.
Норвежки и Шапиро-Кейзер модели на образуване на извънтропичен циклон
След образуването циклонът обикновено съществува няколко дни. През това време той успява да се придвижи на разстояние от няколкостотин до няколко хиляди километра, причинявайки резки промени във ветровете и валежи в някои области от структурата си.
Въпреки че големите извънтропични циклони обикновено се свързват с фронтове, по-малки циклони могат да се образуват в относително хомогенна въздушна маса. Типичен пример са циклони, които се образуват в полярни въздушни течения в началото на образуването на фронтален циклон. Тези малки циклони се наричат полярнии често се срещат над полярните райони на океаните. Други малки циклони се появяват от подветрената страна на планините под влиянието на западните ветрове от умерените ширини.
извънтропичен циклон - циклон, който се образува през годината в извънтропичните ширини на всяко полукълбо. За 12 месеца може да има много стотици. Размерите на извънтропичните циклони са много значителни. Един добре развит циклон може да бъде с диаметър 2-3 хиляди км. Това означава, че може едновременно да покрива няколко региона на Русия или провинции на Канада и да определя метеорологичния режим на тази огромна територия.
Разпространение на извънтропичен циклон
Вертикалното разпространение (вертикалната мощност) на циклона се променя с развитието му. Отначало циклонът е забележимо изразен само в долната част на тропосферата. Разпределението на температурата в първия етап от живота на циклона като правило е асиметрично спрямо центъра. Пред циклона, с приток на въздух от ниски географски ширини, температурите са повишени; в задната част, с приток на въздух от високи ширини, напротив, те се спускат. Следователно, с височината, изобарите на циклона се отварят: хребет на повишено налягане се открива на височини над топлата предна част и депресия на ниско налягане над студената задна част. С височината тази вълнообразна формация, кривината на изобарите или изохипсата, се изглажда все повече и повече.
Видео, показващо развитието на извънтропичен циклон
Но с последващо развитие циклонът става висок, тоест в него и в горната половина на тропосферата се откриват затворени изобари. В същото време температурата на въздуха в циклона обикновено намалява и температурният контраст между предната и задната част е повече или по-малко изгладен: високият циклон обикновено е студен регион на тропосферата. Възможно е и проникването на циклона в стратосферата.
Тропопаузата над добре развит циклон е извита надолу под формата на фуния; Първо, това намаление на тропопаузата се наблюдава над студената задна (западна) част на циклона, а след това, когато циклонът стане студен в цялата му площ, се наблюдава намаляване на тропопаузата върху целия циклон. В този случай температурата на долната стратосфера над циклона се повишава. Така при добре развит висок циклон над студената тропосфера се наблюдава топла стратосфера с ниско начало.
Температурните контрасти в района на циклона се обясняват с факта, че циклонът възниква и се развива на главния фронт (полюсен и арктически) между въздушни маси с различни температури. И двете маси са привлечени в циклонната циркулация.
При по-нататъшното развитие на циклона топлият въздух се изтласква в горната част на тропосферата, над студения въздух, и самият той претърпява радиационно охлаждане там. Хоризонталното разпределение на температурата в циклона става по-равномерно и циклонът започва да избледнява.
Налягането в центъра на циклона (дълбочината на циклона) в началото на неговото развитие не се различава много от средното: може да бъде например 1000-1010 mb. Много циклони не се задълбочават повече от 1000-990 mb. Сравнително рядко дълбочината на циклона достига 970 mb. Въпреки това, при особено дълбоки циклони, налягането пада до 960–950 mb, а в някои случаи се наблюдава 930–940 mb (на морско ниво) с минимум 925 mb в северното полукълбо и 923 mb в южното полукълбо. Най-дълбоките циклони се наблюдават във високите географски ширини. Над Берингово море, например, в една трета от всички случаи дълбочината на циклоните през зимата е от 961 до 980 mb.
С задълбочаването на циклона скоростите на вятъра в него се увеличават. Ветровете понякога достигат скорост на буря над големи площи. В циклоните на южното полукълбо това се случва особено често. Индивидуалните пориви на вятъра в циклони могат да достигнат 60 м/сек, какъвто беше случаят на 12 декември 1957 г. на Курилските острови.
Животът на циклона продължава няколко дни. През първата половина на своето съществуване циклонът се задълбочава, през втората се запълва и накрая напълно изчезва (избледнява). В някои случаи съществуването на циклона се оказва продължително, особено ако се комбинира с други циклони, образувайки една обща дълбока, обширна и неактивна зона на ниско налягане, т.нар. централен циклон. Те в северното полукълбо се образуват най-често в северните части на Атлантическия и Тихия океан. На климатологичните карти в тези региони са отбелязани добре известни центрове на действие - Исландската и Алеутската депресия.
След като вече е запълнил долните слоеве, циклонът може да се задържи известно време в студения въздух на горните слоеве на тропосферата под формата височинен циклон.
тропически циклон
Схема на тропически циклон
Циклоните, които се образуват в тропиците, са малко по-малки от извънтропичните циклони (те се класифицират като мезоциклони) и имат различен механизъм на произход. Тези циклони се захранват от издигането на топъл, влажен въздух и могат да съществуват изключително над топлите региони на океаните, поради което се наричат циклони с топло ядро (за разлика от извънтропичните циклони със студено ядро). Тропическите циклони се характеризират с много силни ветрове и значителни валежи. Те се развиват и набират сила над повърхността на водата, но бързо я губят над сушата, поради което разрушителният им ефект обикновено се проявява само на брега (до 40 км навътре).
За образуването на тропически циклон е необходим участък от много топла водна повърхност, нагряването на въздуха над което води до намаляване на атмосферното налягане с най-малко 2,5 mm Hg. Изкуство. Влажният топъл въздух се издига нагоре, но поради адиабатното си охлаждане значително количество задържана влага кондензира на голяма надморска височина и пада като дъжд. По-сухият и по този начин по-плътният въздух, току-що освободен от влага, потъва надолу, образувайки зони с по-високо налягане около сърцевината на циклона. Този процес има положителна обратна връзка, така че докато циклонът е над доста топла водна повърхност, която поддържа конвекция, той продължава да се засилва. Въпреки че тропическите циклони най-често се образуват в тропиците, понякога други видове циклони се развиват по-късно в тяхното съществуване, както се случва с субтропични циклони.
тропически циклон Тип циклон или метеорологична система с ниско налягане, която се появява над топла морска повърхност и е придружена от силни гръмотевични бури, силни валежи и бурни ветрове. Тропическите циклони получават енергията си от издигане на влажен въздух, кондензиране на водна пара като дъжд и потъване на по-сухия въздух, който се получава от този процес. Този механизъм е коренно различен от този на екстратропичните и полярните циклони, за разлика от които тропическите циклони се класифицират като "циклони с топло ядро".
Терминът "тропически" означава както географската област, където такива циклони се появяват в по-голямата част от случаите, тоест тропическите ширини, така и образуването на тези циклони в тропическите въздушни маси.
В Далечния Изток и Югоизточна Азия тропическите циклони се наричат тайфунии в Северна и Южна Америка урагани(испански) huracan, Английски ураган), кръстен на бога на вятъра на маите Хуракан. Общоприето е, според скалата на Бофорт, че буряотива в урагансъс скорост на вятъра над 117 км/ч.
Тропическите циклони могат да причинят не само екстремни валежи, но и големи вълни на морската повърхност, бурни вълни и торнадо. Тропическите циклони могат да се образуват и поддържат силата си само над повърхността на големи водни тела, докато над сушата те бързо губят сила. Ето защо крайбрежните зони и островите страдат най-много от разрушенията, които причиняват, докато вътрешните зони са относително безопасни. Въпреки това, проливните дъждове, причинени от тропически циклони, могат да причинят значителни наводнения малко по-далеч от брега, на разстояние до 40 км. Въпреки че ефектът на тропическите циклони върху хората често е много отрицателен, значителни количества вода могат да сложат край на сушите. Тропическите циклони носят голямо количество енергия от тропически до умерени ширини, което ги прави важен компонент от глобалните процеси на атмосферна циркулация. Благодарение на тях се намалява разликата в температурата в различните части на земната повърхност, което позволява съществуването на по-умерен климат на цялата повърхност на планетата.
Много тропически циклони се образуват при благоприятни условия от слаби атмосферни смущения, чието възникване се влияе от такива ефекти, като осцилацията на Мадън-Джулиан, Ел НиньоИ Северноатлантическо трептене.
Осцилация на Мадън-Джулиан - флуктуации в циркулационните свойства на тропическата атмосфера с период от 30-60 дни, което е основният фактор за междусезонната променливост на атмосферата в този времеви мащаб. Тези флуктуации имат формата на вълна, която се движи на изток със скорост от 4 до 8 m/s над топлите райони на Индийския и Тихия океан.
Модел на излъчване с дължина на вълната, показващ колебание на Мадън-Джулиан
Движението на вълната може да се види в различни прояви, най-ясно в промените в количеството на валежите. Първо, промените се появяват в западната част на Индийския океан, постепенно се изместват към централната част на Тихия океан и след това избледняват, докато се придвижвате към студените източни райони на този океан, но понякога се появяват отново с намалена амплитуда над тропическите райони на Атлантическия океан. В този случай отначало има фаза на нарастваща конвекция и валежи, последвана от фаза на намаляване на валежите.
Феноменът е открит от Роналд Мадън и Пол Джулиан през 1994 г.
Ел Ниньо (испански) Ел Ниньо- бебе, момче) или южно трептене - колебания в температурата на повърхностния слой на водата в екваториалната част на Тихия океан, което има забележимо влияние върху климата. В по-тесен смисъл Ел Ниньо е фазата на Южното трептене, при която областта на нагрятите близо до повърхността води се измества на изток. В същото време пасатите отслабват или спират напълно, възходът се забавя в източната част на Тихия океан, край бреговете на Перу. Противоположната фаза на трептението се нарича Ла Ниня(испански) Ла Нина- момиченце). Характерното време на трептене е от 3 до 8 години, но силата и продължителността на Ел Ниньо в действителност варира значително. И така, през 1790-1793, 1828, 1876-1878, 1891, 1925-1926, 1982-1983 и 1997-1998 са регистрирани мощни фази на Ел Ниньо, докато например през 1991-1991 г. често 1993 г. на този ден, 1992 г. повтарящ се, беше слабо изразен. Ел Ниньо 1997-1998 беше толкова силен, че привлече вниманието на световната общност и пресата. В същото време се разпространяват теории за връзката на Южното трептене с глобалните климатични промени. От началото на 80-те години на миналия век Ел Ниньо се появява и през 1986-1987 и 2002-2003.
Ел Ниньо 1997 г. (ТОПЕКС)
Нормалните условия по западното крайбрежие на Перу се определят от студеното Перуанско течение, което носи вода от юг. Там, където течението завива на запад, по екватора, студена и богата на планктон вода се издига от дълбоки депресии, което допринася за активното развитие на живота в океана. Самото студено течение определя безводието на климата в тази част на Перу, образувайки пустини. Пасатите изтласкват нагрятия повърхностен слой вода в западната зона на тропическия Тихи океан, където се образува т. нар. тропически топъл басейн (ТТБ). В него водата се нагрява до дълбочина 100–200 м. Атмосферната циркулация на Уокър, която се проявява под формата на пасати, съчетана с ниско налягане над района на Индонезия, води до факта, че на това място нивото на Тихият океан е с 60 см по-висок, отколкото в източната му част. А температурата на водата тук достига 29-30°C срещу 22-24°C край бреговете на Перу. Всичко обаче се променя с настъпването на Ел Ниньо. Пасатите отслабват, TTB се разпространява и огромна площ от Тихия океан изпитва повишаване на температурата на водата. В района на Перу студеното течение се заменя с топла водна маса, движеща се от запад към бреговете на Перу, възходът отслабва, рибите умират без храна, а западните ветрове носят влажни въздушни маси в пустинята, дъждове, които дори причиняват наводнения . Настъпването на Ел Ниньо намалява активността на атлантическите тропически циклони.
Северноатлантическо трептене - променливостта на климата в северната част на Атлантическия океан, която се проявява предимно в промените в температурата на морската повърхност. Феноменът е описан за първи път през 2001 г. от Goldenberg et al. Въпреки че има исторически доказателства за това колебание за дълъг период от време, липсват точни исторически данни за неговата амплитуда и връзката с повърхностните температури на тропическия океан.
Времева зависимост на флуктуацията в периода 1856-2013 г
Други циклони, по-специално субтропични циклони, могат да приемат характеристиките на тропическите циклони, докато се развиват. След момента на образуване тропическите циклони се движат под влияние на преобладаващите ветрове; ако условията останат благоприятни, циклонът набира сила и образува характерна вихрова структура с окоВ центъра. Ако условията са неблагоприятни или ако циклонът се придвижи към сушата, той се разсейва доста бързо.
структура
Тропическите циклони са сравнително компактни бури с доста правилна форма, обикновено около 320 км в диаметър, със спираловидни ветрове, които се събират около централна област с много ниско атмосферно налягане. Поради силата на Кориолис, ветровете се отклоняват от посоката на баричния градиент и се усукват обратно на часовниковата стрелка в северното полукълбо и по посока на часовниковата стрелка в южното полукълбо.
Структура на тропически циклон
Структурата на тропически циклон може да бъде разделена на три концентрични части. Външната част има вътрешен радиус 30-50 km, в тази зона скоростта на вятъра нараства равномерно с приближаването до центъра на циклона. Средната част, която има име очна стена, характеризиращ се с висока скорост на вятъра. Централната част с диаметър 30-60 км се нарича очи,тук скоростта на вятъра намалява, движението на въздуха е предимно надолу и небето често остава ясно.
Окото
Нарича се централната част на циклона, в която въздухът се спуска очи. Ако циклонът е достатъчно силен, окото е голямо и се характеризира със спокойно време и ясно небе, въпреки че морските вълни могат да бъдат изключително големи. Окото на тропически циклон обикновено е с правилна кръгла форма, а размерът му може да бъде от 3 до 370 km в диаметър, но най-често диаметърът е около 30-60 km. Окото на големите зрели тропически циклони понякога се разширява забележимо в горната част, това явление се нарича „ефект на стадиона“: когато се гледа от вътрешната страна на окото, стената му наподобява формата на трибуна на стадион.
Снимка на урагана Изабел от МКС 2003 г. - Очите на тропически циклон, очната стена и околните дъждовни ленти могат да се видят ясно
Окото на тропическите циклони се характеризира с много ниско атмосферно налягане, именно тук е регистрирана най-ниската стойност на атмосферното налягане на нивото на земната повърхност (870 hPa при тип тайфун). Освен това, за разлика от други видове циклони, въздухът в окото на тропическите циклони е много топъл, винаги по-топъл, отколкото на същата височина извън циклона.
Окото на слаб тропически циклон може да бъде частично или напълно покрито от облаци, които се наричат централна гъста облачна покривка.Тази зона, за разлика от окото на силните циклони, се характеризира със значителна гръмотевична активност.
око на бурята, abo ofo, Право в целта - зона с ясно и сравнително спокойно време в центъра на тропически циклон.
Типичното око на бурята има диаметър от 20 до 30 km, в редки случаи - до 60 km. В това пространство въздухът има по-висока температура и по-ниска влажност, отколкото в околността на ветрови и дъждовни облаци. Резултатът е стабилна температурна стратификация.
Стената от вятър и дъжд служи като изолатор за много сухия и по-топъл въздух, който се спуска в центъра на циклона от горните слоеве. По периферията на окото на бурята част от този въздух се смесва с въздуха от облаците и се охлажда поради изпарението на капчиците, като по този начин образува мощна низходяща каскада от относително студен въздух по вътрешната страна на облаците.
Окото на тайфуна Одеса (1985)
В същото време въздухът в облаците бързо се покачва.Тази конструкция формира кинематичната и термодинамичната основа на тропически циклон.
Освен това в близост до оста на въртене хоризонталната линейна скорост на вятъра намалява, което за наблюдателя, когато удари центъра на циклона, създава впечатлението за спряна буря, за разлика от околното пространство.
очна стена
стената на окото наречен пръстен от гъсти гръмотевични облаци, който заобикаля окото. Тук облаците достигат най-високата си височина в рамките на циклона (до 15 км над морското равнище), а валежите и ветровете близо до повърхността са най-силни. Максималната скорост на вятъра обаче се достига на малко по-голяма надморска височина, обикновено около 300 м. Именно при преминаването на очната стена над определена област циклонът причинява най-големи щети.
Най-силните циклони (обикновено категория 3 или повече) се характеризират с няколко цикъла на смяна на очната стена през целия им живот. В същото време старата стена на окото се стеснява до 10-25 км и се заменя с нова, с по-голям диаметър, която постепенно замества старата. По време на всеки цикъл на смяна на очната стена циклонът отслабва (т.е. ветровете в очната стена отслабват и температурата на окото намалява), но с образуването на нова очна стена, той бързо набира сила обратно към предишните си стойности.
външна зона
външна част на тропически циклон е организиран в дъждовни ивици - ленти от гъсти гръмотевици, които бавно се придвижват към центъра на циклона и се сливат със стената на окото. В същото време в дъждовните ленти, както в стената на окото, въздухът се издига, а в пространството между тях, освободено от ниски облаци, въздухът се спуска. Образуваните по периферията циркулационни клетки обаче са по-малко дълбоки от централните и достигат по-ниска височина.
Когато циклонът достигне сушата, вместо дъждовни ленти, въздушните течения са по-концентрирани в стената на окото, поради повишеното триене по повърхността. В същото време количеството на валежите се увеличава значително, което може да достигне 250 мм на ден.
Тропическите циклони също образуват облачна покривка на много големи височини (близо до тропопаузата) поради центробежното движение на въздуха на тази височина. Тази покривка се състои от високи перисти облаци, които се движат от центъра на циклона и постепенно се изпаряват и изчезват. Тези облаци могат да бъдат достатъчно тънки, за да покажат слънцето и могат да бъдат един от първите признаци за приближаване на тропически циклон.
Размери
Едно от най-често срещаните дефиниции за размера на циклона, което се използва в различни бази данни, е разстоянието от центъра на циркулацията до най-външната затворена изобара, това разстояние се нарича радиус на външната затворена изобара. Ако радиусът е по-малък от два градуса географска ширина или 222 km, циклонът се класифицира като „много малък“ или „джудже“. Радиус от 3 до 6 градуса на географска ширина, или от 333 до 667 km, характеризира "средно голям" циклон. "Много големите" тропически циклони имат радиус над 8 градуса ширина, или 888 км. Според тази система най-големите тропически циклони на Земята се срещат в северозападната част на Тихия океан, около два пъти по-големи от тропическите циклони в Атлантическия океан.
Други методи за оразмеряване на тропическите циклони са радиусът, при който съществуват ветрове със сила на тропическите бури (около 17,2 m/s) и радиусът, при който относителната скорост на вятъра е 1×10 -5 s -1 .
Сравнителни размери на тип Тайфун, Циклон Трейси с територията на Съединените щати
Механизъм
Основният източник на енергия на тропически циклон е енергията на изпарението, която се отделя при кондензацията на водната пара. От своя страна изпаряването на океанската вода протича под действието на слънчевата радиация. По този начин тропическият циклон може да бъде представен като голям топлинен двигател, който също изисква въртенето и гравитацията на Земята. В метеорологията тропическият циклон се описва като вид мезомащабна конвекция, която се развива в присъствието на мощен източник на топлина и влага.
Посоки на конвекционните течения в тропически циклон
Топлият влажен въздух се издига главно в рамките на стената на окото на циклона, както и в други дъждовни ленти. Тъй като този въздух се разширява и охлажда, докато се издига, неговата относителна влажност, вече висока на повърхността, се увеличава още повече, така че по-голямата част от натрупаната влага кондензира и пада като дъжд. Въздухът продължава да се охлажда и губи влага, докато се издига до тропопаузата, където губи почти цялата си влага и престава да се охлажда с надморска височина. Охладеният въздух потъва надолу към повърхността на океана, където се рехидратира и се издига отново. При благоприятни условия вложената енергия надвишава разходите за поддържане на този процес, излишната енергия се изразходва за увеличаване на обема на възходящите течения, увеличаване на скоростта на ветровете и ускоряване на процеса на кондензация, тоест води до образуване на положителна обратна връзка. За да останат благоприятни условията, тропическият циклон трябва да е над топла океанска повърхност, която осигурява необходимата влага; когато циклонът преминава през парче земя, той няма достъп до този източник и силата му бързо спада. Въртенето на Земята добавя усукване към процеса на конвекция в резултат на ефекта на Кориолис - отклонението на посоката на вятъра от вектора на баричния градиент.
Спад на температурата на повърхността на океана в Мексиканския залив с преминаването на ураганите Катрина и Рита
Механизмът на тропическите циклони се различава значително от механизма на други атмосферни процеси по това, че изисква дълбока конвекция, тоест такава, която улавя голям диапазон от височини. В същото време възходящите течения улавят почти цялото разстояние от повърхността на океана до тропопаузата, като хоризонталните ветрове са ограничени главно в приповърхностния слой с дебелина до 1 km, докато по-голямата част от останалата част от 15-километровата тропосфера в тропическите райони се използва за конвекция. Въпреки това, тропосферата е по-тънка на по-високи географски ширини и количеството слънчева топлина е по-малко там, което ограничава зоната на благоприятни условия за тропически циклони до тропическия пояс. За разлика от тропическите циклони, извънтропичните циклони извличат енергията си предимно от хоризонталните температурни градиенти на въздуха, които са съществували преди тях.
Преминаването на тропически циклон над участък от океана води до значително охлаждане на приповърхностния слой, както поради загуба на топлина за изпаряване, така и поради активното смесване на топли приповърхностни и студени дълбоки слоеве и производството от студена дъждовна вода. Охлаждането се влияе и от гъста облачна покривка, която покрива повърхността на океана от слънчева светлина. В резултат на тези ефекти в продължение на няколко дни, през които циклонът преминава през определена част от океана, повърхностната температура върху него пада значително. Този ефект води до отрицателна обратна връзка, която може да доведе до загуба на силата на тропическия циклон, особено ако се движи бавно.
Общото количество енергия, което се отделя в средно голям тропически циклон, е около 50-200 екджаула (10 18 J) на ден, или 1 PW (10 15 W). Това е около 70 пъти повече от потреблението на всички видове енергия от човечеството, 200 пъти повече от световното производство на електроенергия и съответства на енергията, която би се отделяла от експлозията на 10-мегатонна водородна бомба на всеки 20 минути.
Жизнен цикъл
Формиране
Карта на пътя на всички тропически циклони за периода 1985-2005 г
Във всички райони на света, където съществува активност на тропическите циклони, тя достига своя максимум в края на лятото, когато температурната разлика между повърхността на океана и дълбоките слоеве на океана е най-голяма. Въпреки това, сезонните модели са малко по-различни в зависимост от басейна. В световен мащаб май е най-малко активният месец, септември е най-активният, а ноември е единственият месец, когато всички пулове са активни по едно и също време.
Важни фактори
Процесът на образуване на тропическите циклони все още не е напълно изяснен и е обект на интензивни изследвания. Обикновено са необходими шест фактора за образуването на тропически циклони, въпреки че в някои случаи циклонът може да се образува и без някои от тях.
Образуването на зони на конвергенция на пасатите, което води до атмосферна нестабилност и допринася за образуването на тропически циклони
В повечето случаи образуването на тропически циклон изисква температура на повърхностната океанска вода от най-малко 26,5°C на дълбочина най-малко 50 m; тази температура на водата е минимално достатъчна, за да предизвика нестабилност в атмосферата над нея и да поддържа съществуването на гръмотевична система.
Друг необходим фактор е бързото охлаждане на въздуха с височина, което прави възможно освобождаването на енергията на конденза, основният енергиен източник на тропически циклон.
Също така, образуването на тропически циклон изисква висока влажност на въздуха в долните и средните слоеве на тропосферата; при условие на голямо количество влага във въздуха се създават по-благоприятни условия за образуване на нестабилност.
Друга характеристика на благоприятните условия е нисък вертикален градиент на вятъра, тъй като големият градиент на вятъра води до прекъсване на модела на циркулация на циклона.
Тропическите циклони обикновено се появяват на разстояние най-малко 550 км или 5 градуса географска ширина от екватора - само там силата на Кориолис е достатъчно силна, за да отклони вятъра и да извие вихъра.
И накрая, образуването на тропически циклон обикновено изисква предварително съществуваща зона на ниско налягане или грубо време, макар и без поведението на циркулация на зрял тропически циклон. Такива условия могат да бъдат създадени от изригвания на ниско ниво и на ниска ширина, които са свързани с осцилацията на Мадън-Джулиан.
Области на образуване
Повечето тропически циклони в света се образуват в рамките на екваториалния пояс (интертропичен фронт) или неговото продължение под влиянието на мусоните - мусонната зона на ниско налягане. Области, благоприятни за образуване на тропически циклони, също се срещат в рамките на тропическите вълни, където произхождат около 85% от интензивните атлантически циклони и повечето от източнотихоокеанските тропически циклони.
По-голямата част от тропическите циклони се образуват между 10 и 30 градуса ширина и в двете полукълба, като 87% от всички тропически циклони се срещат в рамките на 20 градуса ширина на екватора. Поради липсата на силата на Кориолис в екваториалната зона, тропическите циклони много рядко се образуват по-близо от 5 градуса от екватора, но това се случва, напр. 2001 Тропическа буря Wameiи циклон Агни през 2004 г.
Тропическа буря Wamei преди сушата
Тропическата буря Wamei, понякога известна като Тайфун Wamei, е тропически циклон, известен с това, че се образува по-близо до екватора, отколкото всеки друг тропически циклон, регистриран. Wamei се образува на 26 декември като последният тропически циклон от сезона на тихоокеанските тайфуни през 2001 г. при 1,4°N в Южнокитайско море. Той бързо се засили и стигна до сушата в югозападна Малайзия. Той практически се разпръсна над остров Суматра на 28 декември, а остатъците му по-късно се реорганизираха над Индийския океан. Въпреки че официално е определен като тропическа буря, интензивността на този тропически циклон е оспорвана, като някои агенции го класифицират като тайфун въз основа на ветрове от 39 мили в час и наличието на око.Тази буря причини наводнения и свлачища в Източна Малайзия, причинявайки щети от 3,6 милиона долара (по цени 2001) и пет жертви.
Движение
Взаимодействие с пасатите
Движението на тропическите циклони по земната повърхност зависи преди всичко от преобладаващите ветрове в резултат на глобални циркулационни процеси; тропическите циклони се носят от тези ветрове и се движат с тях. В зоната на възникване на тропически циклони, тоест между 20 паралела на двете полукълба, те се движат на запад под влиянието на източни ветрове - пасати.
Схема на глобалната циркулация на атмосферата
В тропическите райони на Северния Атлантически океан и североизточната част на Тихия океан пасатите образуват тропически вълни, които започват от африканското крайбрежие и преминават през Карибско море, Северна Америка и затихват в централната част на Тихия океан. Тези вълни са произходът на повечето от тропическите циклони в тези региони.
Кориолис ефект
Поради ефекта на Кориолис въртенето на Земята не само причинява усукване на тропическите циклони, но и влияе на отклонението на тяхното движение. Поради този ефект тропически циклон, който се движи на запад под влиянието на пасатите при липса на други силни въздушни течения, се отклонява към полюсите.
Инфрачервено изображение на Циклон Моника, показващо завихрянето и въртенето на циклона
Тъй като източните ветрове се прилагат към циклоничното движение на въздуха от неговата полярна страна, силата на Кориолис е по-силна там и в резултат на това тропическият циклон се изтегля към полюса. Когато тропически циклон достигне субтропичен хребет, умерените западни ветрове започват да намаляват скоростта на въздуха от полярната страна, но разликата в разстоянието от екватора между различните части на циклона е достатъчно голяма, за да може нетната сила на Кориолис да бъде насочена към полюса. В резултат на това тропическите циклони от Северното полукълбо се отклоняват на север (преди да се обърнат на изток), а тропическите циклони от Южното полукълбо се отклоняват на юг (също преди да се обърнат на изток).
Взаимодействие със западните ветрове от умерените ширини
Когато тропически циклон пресече субтропичен хребет, който е зона с високо налягане, пътят му обикновено се отклонява в зона с ниско налягане от полярната страна на билото. Попаднал в зоната на западните ветрове на умерения пояс, тропически циклон има тенденция да се движи с тях на изток, преминавайки момента на промяна на курса (инж. повторно изкривяване). Тайфуните, движещи се на запад през Тихия океан към бреговете на Азия, често променят курса си край бреговете на Япония на север и след това на североизток, уловени от югозападните ветрове от Китай или Сибир. Много тропически циклони също се отклоняват от взаимодействия с извънтропични циклони, движещи се от запад на изток в тези райони. Пример за промяна на курса от тропически циклон е Тайфун иго 2006, който се движеше по описаната траектория.
Пътят на тайфунното иго, който промени курса край японския бряг през 2006 г
Кацане
Формално се счита, че циклонът преминава над сушата, ако това се случи с неговия център на циркулация, независимо от състоянието на периферните региони. Бурните условия обикновено започват върху определена площ от сушата няколко часа преди центъра на циклона да стигне до сушата. През този период, тоест преди формалното слизане на тропически циклон, ветровете могат да достигнат най-голямата си сила - в този случай се говори за „пряко въздействие“ на тропически циклон върху брега. По този начин моментът на слизане на циклона всъщност означава средата на периода на бурята за райони, където това се случва. Мерките за безопасност трябва да се вземат преди ветровете да достигнат определена скорост или докато се достигне определена интензивност на дъжда, а не да се свързват с момента, в който тропически циклон се стоварва на сушата.
Взаимодействие с циклон
Когато два циклона се приближат един до друг, техните центрове на циркулация започват да се въртят около общ център. В този случай двата циклона се приближават един към друг и в крайна сметка се сливат. Ако циклоните са с различни размери, по-големият ще доминира в това взаимодействие, докато по-малкият ще се върти около него. Този ефект се нарича ефект на фудживара,в чест на японския метеоролог Сакухей Фудживара.
Това изображение показва тайфуна Мелор и тропическата буря Парма и тяхното взаимодействие в Югоизточна Азия. Този пример показва как силният Мелор привлича към себе си по-слабия Парма.
Сателитите улавят танца на двойни циклони над Индийския океан
На 15 януари 2015 г. над центъра на Индийския океан се образуваха два тропически циклона. Нито един от тях не застрашаваше населени места поради ниския интензитет и ниските шансове за излизане на сушата. Метеоролозите бяха уверени, че Диамондра и Юнис ще отслабнат и ще се разсеят през следващите дни. Непосредствената близост на тропическите циклони направи възможно спътниците да направят невероятни снимки на танца на вихровите системи над океана.
28 януари 2015 г. геостационарни спътници, собственост на ЕВМЕЦАТи Японската метеорологична агенция предоставиха данни за съставното изображение (отгоре). Радиометър (VIRS)на борда на сателита АЕЦ Суоминаправи три снимки на двойните циклони, комбинирайки, което доведе до изображението на дъното.
Двете системи бяха на около 1500 километра една от друга на 28 януари 2015 г. Юнис, по-силният от двата циклона, се намираше на изток от Даймондра. Максималната скорост на стабилните ветрове в Юнис достига почти 160 км/ч, докато максималната скорост на ветровете на Diamondra не надвишава 100 км/ч. И двата циклона се движеха в югоизточна посока.
Като правило, ако два тропически циклона се приближат един до друг, те започват да се въртят циклонично около оста, свързваща техните центрове. Метеоролозите наричат това явление ефектът на Фудживара. Такива двойни циклони могат дори да се слеят в един, ако центровете им се сближат достатъчно близо.
„Но в случая с Юнис и Даймондра, центровете на двете вихрови системи бяха твърде далеч един от друг“, обяснява Брайън Макнолди, метеоролог от Университета в Маями. От опит, центровете на циклоните трябва да са на най-малко 1350 километра един от друг, за да започнат да обикалят един около друг. Според последните прогнози на Съвместния център за предупреждение за тайфуни и двата циклона се движат на югоизток с приблизително еднаква скорост, така че вероятно няма да се доближат един до друг."
(Следва продължение)
ЦИКЛОНИ И АНТИЦИКЛОНИ
Циклони и антициклони
В тропосферата непрекъснато възникват, развиват се и изчезват вихри с различни размери – от малки до гигантски циклони и антициклони.
Циклоне зона с ниско налягане в центъра. Следователно въздухът в циклона се движи по спирала от периферията (от области с високо налягане) към центъра (към областта на ниско налягане) и след това се издига нагоре, образувайки възходящи потоци. В циклон въздухът се движи по извита пътека и е насочен обратно на часовниковата стрелка в северното полукълбо и по посока на часовниковата стрелка в южното полукълбо. Циклоните са свързани с обширни области от облаци и валежи, значителни температурни промени и силни ветрове. Известни са обаче и циклоните, които съществуват през цялата година в постоянни зони с ниско налягане: исландски циклон (минимум), разположен в Северния Атлантик в района на около. Исландия и алеутски циклон (минимум) на Алеутските острови в северната част на Тихия океан. Освен в умерените ширини, циклони се наблюдават и в тропическия пояс.
Тропически циклони се срещат само над морето, между 10-15° с.ш. и y.sh При преместване на сушата те бързо избледняват. По правило това са малки циклони, диаметърът им е около 250 км, но с много ниско налягане в центъра.
Тропически циклонисе движат със скорост 10-20 km / h, главно от изток на запад, но траекторията им се отклонява към високи географски ширини (например в северното полукълбо те се движат към северозапад). Това са много мощни вихри с изключително силни ветрове (20-30 m/s, при пориви до 100 m/s и повече), които причиняват най-силните вълни в морето и големи разрушения на сушата. По света се регистрират средно над 70 случая на тропически циклони годишно. Те са най-известни на Антилските острови, край югоизточния бряг на Азия, в Арабско море, Бенгалския залив, на изток от около. Мадагаскар. В различни области те имат местни имена ( циклон - в Индийския океан; ураган - в Северна и Централна Америка; тайфун в Източна Азия). Циклоните са особено характерни за територията на Европа, където се придвижват от Атлантика на изток и съществуват до 5-7 дни, т.е. докато атмосферното налягане се изравни.
Антициклоне зона с повишено налягане в центъра. Поради това движението на въздуха в антициклона е насочено от центъра (от областта на по-високо налягане) към периферията (в областта на по-ниско налягане). В центъра на антициклона въздухът се спуска, образувайки низходящи потоци, и се разпространява във всички посоки, т.е. от центъра към периферията. В същото време той също се върти, но посоката на въртене е противоположна на циклонната - възниква по посока на часовниковата стрелка в Северното полукълбо и обратно на часовниковата стрелка в Южното полукълбо.
Антициклоните в умерените ширини най-често следват циклоните, често преминават в заседнало (неподвижно) състояние и също съществуват до изравняване на налягането (6-9 дни). Поради низходящи движения в антициклона въздухът не е наситен с влага, не се образува облачност и преобладава облачно и сухо време със слаб вятър и спокойствие. Освен в умерените ширини, антициклоните са най-разпространени в субтропичните ширини – в зоните на високо налягане. Ето това са постоянни атмосферни вихри (области с високо налягане), които съществуват през цялата година: (азорски) антициклон (максимум) в района на Азорските острови и южноатлантическия антициклон; Севернотихоокеански антициклон в Тихия океан и южната част на Тихия океан; индийски антициклон (максимум) в Индийския океан. Както можете да видите, всички те се намират над океаните. Единственият мощен антициклон над сушата се появява през зимата в Азия с център над Монголия - азиатски (сибирски) антициклон.
Размерите на циклоните и антициклоните са сравними: диаметър могат да достигнат 3-4 хиляди . км и височина - максимум 18-20 км , т.е. те са плоски вихри със силно наклонена ос на въртене. Обикновено се движат от запад на изток със скорост 20-40 км / ч (с изключение на неподвижните).
атмосферни фронтове
Въздушните маси, имащи различни физически свойства (особено температура на въздуха), са разделени една от друга с доста тесни преходни зони, които са силно наклонени към земната повърхност (по-малко от 1 °).
атмосферен фронт наречено разделение между въздушни маси с различни физични свойства. Пресечната точка на фронта със земната повърхност се нарича фронтова линия.
Отпред всички свойства на въздушните маси - температура, посока и скорост на вятъра, влажност, облачност, валежи - се променят драстично. Преминаването на фронта през мястото на наблюдение е придружено от повече или по-малко резки промени на времето. Разграничаване на фронтове, свързани с циклони, и климатични фронтове. При циклоните фронтовете се образуват при среща на топъл и студен въздух.
|
|
топъл фронт се движи в посока на студения въздух и означава началото на топъл въздух. Бавно изтласква студения въздух. Тъй като е по-лек, той се стича върху клина от студен въздух, леко се издига нагоре по интерфейса. В този случай пред фронта се образува обширна зона от облаци, от която падат обилни валежи. Валежната лента пред топлия фронт достига 300, а при студено време дори 400 км. Зад фронтовата линия валежите спират. Постепенната замяна на студения въздух с топъл води до намаляване на налягането и увеличаване на вятъра. След преминаването на фронта се наблюдава рязка промяна на времето: температурата на въздуха се повишава, вятърът променя посоката с около 90 ° и отслабва, видимостта се влошава, образуват се мъгли и могат да паднат дъждовни валежи.
студен фронт придвижване към по-топъл въздух. В този случай студеният въздух - като по-плътен и по-тежък - се движи по земната повърхност под формата на клин, движи се по-бързо от топлия въздух и сякаш повдига топъл въздух пред себе си, енергично го избутвайки нагоре. Над фронтовата линия и пред нея се образуват големи купесто-дъждовни облаци, от които валят силни дъждове, възникват гръмотевични бури и се наблюдават силни ветрове. След преминаването на фронта валежите и облачността значително намаляват, вятърът променя посоката си с около 90 ° и отслабва донякъде, температурата спада, влажността на въздуха намалява, неговата прозрачност и видимост се увеличават; налягането се повишава.
Климатични фронтове - фронтове в глобален мащаб, които са участъци между основните (зонални) типове въздушни маси.
Има пет такива фронта: арктически, антарктически, два умерени (полярни) и тропически. Арктическият (антарктически) фронт разделя арктическия (антарктическия) въздух от въздуха на умерените ширини, два умерени (полярни) фронта разделят въздуха на умерените ширини и тропическия въздух. Тропически фронт се образува там, където се срещат тропически и екваториален въздух, като се различава по-скоро по влажност, отколкото по температура.
Всички фронтове, заедно с границите на поясите, се изместват към полюсите през лятото и към екватора през зимата. Често те образуват отделни клони, разпространяващи се на големи разстояния от климатичните зони. Тропическият фронт винаги е в полукълбото, където е лято.