Как се развива циклонът? Какво е циклон? Действие и характеристики на атмосферен циклон

Много хора вярват, че въздухът е прозрачна субстанция, която се движи хаотично. Реално той образува фронтове, движещи се над земната повърхност, образувайки въздушни вихри – циклони и антициклони. Тези вихри са взаимосвързани, но имат противоположни ефекти върху метеорологично време.

Какво е циклон и как се образува?

Циклонът е обширен атмосферен вихър, достигащ от стотици до много хиляди километри в диаметър, свързан с движението на топъл фронт(начало на топло време въздушна масана студено). насочени от краищата към центъра, движещи се обратно на часовниковата стрелка в северното полукълбо, по посока на часовниковата стрелка в южното полукълбо. В централната зона се образува ниско налягане, въздушните потоци са насочени нагоре.

Издигащите се въздушни маси образуват плътни облаци. Признаци за циклонален процес са облачното време, придружено с поривист вятър. През летния сезон циклонът предизвиква охлаждане на въздуха, през зимата -.

Видовете циклони се разграничават според района на възникване:

• Арктика;
• срещащи се в умерените зони;
• южни, срещащи се извън тропическите ширини.

Отбелязани са етапите на развитие на циклона:

1. Започнете. Събирането на въздушни течения отнема няколко дни.
2. Младост. Налягането пада в центъра. Появява се плътен облачен пръстен.
3. Зрелост. Падането на налягането приключва. Скоростта на вятъра достига максималната си стойност. Етапът продължава от час до няколко дни.
4. Затихване. Възниква, когато циклон се движи от морето към сушата.

Циклоните се характеризират с разрушителни ефекти, чиято степен се определя от интензивността на вихровия поток. В зависимост от силата на действие се разграничават следните видове:

• смущения (скорост на въздушните маси не по-висока от 15 m/s);
• депресия (до 20 m / s);
• буря (до 35 m/s);
• ураган (над 35 m/s).

Най-опасни са мощните тропически циклони, които се образуват на ширини 5–25 ° над топлите морета. Те са различни от вихрите умерени зонипо-малки по размер (не надвишават стотици километри), те носят невероятна разрушителна сила. В централната зона налягането е изключително ниско и се образуват ветрове със скорост на буря. В тихоокеанските страни тропическите бури се наричат ​​урагани, в атлантическите - урагани.

Циклоните обикновено продължават няколко дни. Но в региони със стабилно ниско налягане се записват вихри, които остават активни до 10–12 месеца.

Какво е антициклон и как се развива?

Антициклонът е въздушен поток, характеризиращ се с високо налягане и определена посока на вятъра (по часовниковата стрелка в северното полукълбо, обратно на часовниковата стрелка в южното полукълбо). Образува се в субтропиците и полярните зони в ниските слоеве на атмосферата по време на образуването на студен фронт (нахлуване на студена въздушна маса в топла). Въздухът се движи със скорост 30 - 40 км/ч. Диаметърът не надвишава 5 хиляди километра.

Ето как изглежда феноменът от космоса

Антициклоните се делят на:

• ниско - с преобладаващи студени въздушни течения, затворени изобари в повърхностната част на тропосферата, липса на зона с високо атмосферно налягане в горния тропосферен слой;
• високо - с преобладаващи топли въздушни течения, високо налягане в цялата тропосфера (може да се появят няколко центъра).

Антициклоните носят ясно време, тихо, разкъсана облачност и безоблачност. През зимата и есента са възможни слоести облаци и нощни студове, а през топлия сезон - купести облаци без валежи.

Каква е разликата между циклон и антициклон?

Приликите между циклоните и антициклоните са:

• вихрова форма;
• значение за формирането на климатичните условия на обширни територии.

Разликата между явленията е драматична, както се вижда от таблицата по-долу.

	циклон	антициклон
сфера на образованието	обикновено над океани във всички географски ширини, с изключение на екваториалните (силата на Кориолис не действа на екватора)	над повърхността на океана в субтропиците и полярните региони
диаметър	от стотици до много хиляди километри	няколко хиляди километра
движещ се	непрекъснато при скорости до 60 км/ч (при тропически бури скоростта е много по-висока)	ниска скорост, до 40 км/ч
налягане	централен – нисък, издигащ се към ръба	централен – висок, намаляващ към ръба
посока на въртене спрямо полукълба	на север обратно на часовниковата стрелка, на юг по посока на часовниковата стрелка	на север по часовниковата стрелка, на юг обратно на часовниковата стрелка
промени във времето	облачно, силен вятър, валежи	ниска облачност, тихо, без валежи
разлики на синоптични карти	H – зона ниско налягане	B – зона на високо налягане

Циклоните имат много разлики от антициклоните, но явленията са тясно свързани. Когато атмосферното налягане намалява в една област, то със сигурност се повишава в съседната. За циклонични и антициклонални потоци има един механизъм на възникване: разнородност на нагряване земната повърхностпо време на аксиално въртене на планетата.

Подвижните огромни атмосферни вихри - извънтропични циклони и антициклони - не възникват и се развиват еднакво често навсякъде. В някои райони по-често се появяват циклони, в други - антициклони. В зависимост от повторението на определени образувания под налягане, времето и климатът варират. Там, където често възникват и се развиват циклони, преобладава облачно или облачно време. Количеството на валежите почти винаги надвишава количеството на изпарената влага, така че речният поток в тези райони достига големи стойности.
В районите, където често се появяват и развиват движещи се антициклони, преобладава ясно време. Атмосферните валежи падат в недостатъчни количества, а свързаният с тях речен отток е малък или напълно липсва. В тясна връзка с климатични условиярайоните, доминирани от циклонално време, са богати на растителност, докато в райони, доминирани от антициклонално време, растителността е доста рядка. Тук се образуват сухи степи и пустини.
Честотните карти на циклоните, съставени от автора за северното полукълбо, показват, че през зимата циклоните най-често възникват и се развиват край източните брегове на Северна Америка и Азия. Над Атлантическия океан те се придвижват към Исландия и Баренцово море, и отгоре Тихи океан- от Япония до Алеутските острови и Аляска. Над районите на Нюфаундленд, Исландия и Японските и Алеутските острови циклоните обикновено са най-мощни и най-дълбоки. Техните дейности обясняват значителните валежи, които падат тук, силни ветрове, чести бури. Циклоните се случват доста често през зимата и в района Средиземно море.
Над континентите честотата на циклоните е много по-малка, отколкото над океаните; Особено рядко се появяват циклони над азиатския континент през зимата.
Ако през зимата силните снеговалежи и виелици в северната част на европейската територия на СССР най-често се причиняват от циклони, идващи от северната част на Атлантическия океан, тогава циклоните, идващи от Средиземно море, обикновено се свързват със значителни валежи в южната част на СССР. . Често обаче, движейки се в северна или североизточна посока, циклоните изминават огромно разстояние и произвеждат значителни количества валежи, а на някои места и снежни бури в района по пътя на движение.
През лятото ситуацията се променя донякъде:
1) честотата на циклоните над океаните намалява, а над континентите, напротив, се увеличава;
2) южната граница на зоната на образуване на циклони се измества на север. Ако през зимата те се срещат на ширини до 30 °, а понякога и по-на юг, то през лятото зоната на образуване на циклони от юг е ограничена приблизително до 40-ия паралел (в северното полукълбо). По-специално, в средиземноморския регион циклони се появяват много рядко;
3) интензивността на циклоните през лятото в сравнение със зимата значително отслабва.
Поради изместването на зоната на циклона на север през лятото, валежите в субтропиците намаляват или дори временно спират. Следователно в Южна Италия, Средиземноморието, Северна Африка и Близкия изток валежипадат предимно през зимната половина на годината. IN летни месециВалежите са рядкост в тези райони.
В южното полукълбо екстратропичните циклони най-често се образуват в средните ширини. Както в северното полукълбо, през по-голямата частте се движат от запад на изток.

Циклон- атмосферен вихър с ниско налягане в центъра. Ветровете в циклон в северното полукълбо духат обратно на часовниковата стрелка, а в долния слой се отклоняват към центъра, в южното полукълбо - по посока на часовниковата стрелка.

Циклоните се създават постоянно и естествено от въртенето на Земята, благодарение на силата на Кориолис. Преминаването на циклона е свързано с образуването на тежка облачност и валежи.

Има два основни типа циклони: извънтропични и тропически. Първите се формират в умерени или полярни ширини и имат диаметър от хиляда километра в началото на развитието и до няколко хиляди в случай на така наречения централен циклон. Последните се образуват в тропическите ширини и имат по-малки размери (стотици, рядко повече от хиляда километра), но големи градиенти на налягането и скорости на вятъра, достигащи скорост на буря. Тропическите циклони могат да станат извънтропични по време на своето развитие.

Под 8-10 ° северни и южни ширини циклоните се появяват много рядко, а в непосредствена близост до екватора те изобщо не се срещат.

Циклоните възникват не само в атмосферата на Земята, но и в атмосферите на други планети. Например в атмосферата на Юпитер от много години се наблюдава така нареченото Голямо червено петно, което очевидно е дългосрочен циклон. Циклоните в атмосферата на други планети обаче не са достатъчно проучени. Циклогенезата е образуването на циклон; в умерените ширини се среща на фронтове.

Циклогенеза— развитие или засилване на циклонна циркулация в атмосферата (зона с ниско налягане). Това е общ термин за няколко различни процеса, всички водещи до развитието на един тип циклон.

Има два основни вида циклони - извънтропични и тропически. Първите се формират в умерени или полярни ширини и имат диаметър от хиляда километра в началото на развитието и до няколко хиляди в случай на така наречения централен циклон. Извънтропичните циклони се образуват като вълни по метеорологичните фронтове, преди тези фронтове да се слеят в оклузионен фронт, който по-късно се формира в техните жизнен цикълстудено ядро ​​на циклона.

Тропическите циклони се образуват поради наличието на голямо количестволатентна топлина, причиняваща по-голяма гръмотевична буря и топлинни ядра. Те могат да бъдат изключително опасни. Основно за формиране тропически циклоннеобходима е температура на водата на повърхността на океана от най-малко 26,5 °C до дълбочина от най-малко 50 м. Друг необходим фактор е бързото охлаждане на въздуха с височина, което позволява освобождаването на кондензационна енергия, основният източник на енергия за тропически циклон. Също така за образуването на тропически циклон е необходима висока влажност на въздуха в долните и средните слоеве на тропосферата; при наличие на голямо количество влага във въздуха, условията са благоприятни за образуване на нестабилност.

Основни теории на формирането

До 20-ти век идеите за механизма на образуване на циклони не бяха ясни и бяха много опростени. През 20 век се развиват термична (кондензационна), механична, вълнова, дивергентна, адвективно-динамична теории за образуване на циклони, които са по-пълни, но продължават да бъдат недостатъчно пълни и не отчитат всички фактори.

Вече е установено, че по-голямата част от циклоните, които се появяват в умерените ширини, са фронтални вълнови смущения.

Фронтални циклони (и антициклони) е резултат от появата на динамично нестабилни бароклинни вълни на тропосферния фронт. Бароклинната нестабилност се дефинира като динамична нестабилност в основния транспорт в атмосферата, свързана с наличието на меридионален температурен градиент и следователно на термичен вятър. Атмосферата е в квазигеострофично равновесие (състояние на движение, при което хоризонталната компонента на силата на въртене на Земята балансира силата на хоризонталния градиент на налягането във всички точки на полето, т.е. в геострофичните точки на полето, което може се приема в свободна атмосфера, с изключение на екваториалните ширини) и има статична стабилност.

Етап на възникване

Продължителността на етапа на формиране на циклона продължава от първите признаци на появата на образуване на налягане до появата на първата затворена изобара на повърхностната метеорологична карта. Процесът продължава около ден. В началния етап на развитие циклоналното налягане и градиентите на вятъра са слаби, атмосферният фронт е слабо нарушен. Циклонът в началния си етап обикновено е формация с ниско налягане.

Етапът на млад фронтален циклон съответства на деформацията на предната облачност. В точката на възникване на вълната, в предната част, облачната ивица се разширява към студения въздух и проявява антициклонен завой (към студения въздух). Тук в резултат на плъзгане нагоре топъл въздухЗапочва да се образува облачна ивица от топъл фронт. В северната периферия на облачността на топлия фронт се виждат емисии на перести облаци, което показва активен процес на циклогенеза. В задната част на вълната има циклонален завой, образува се студен фронт.

За разлика от слабо развитата вълна, ивици от перести облаци пред активната вълна показват, че топъл въздух се изнася тук в горната половина на тропосферата и се образува топлинен хребет. В задната част на активната вълна облачната ивица се стеснява и се огъва към топлия въздух. Тук в долната половина на тропосферата се разпространява студен въздух, и се образува термична депресия.

Така се образуват свързани зони на студена адвекция и топлинна адвекция, така наречената адвективна термична двойка. Колкото по-голям е градиентът на хоризонталната адвекция в зоната на вълната, толкова по-интензивна ще бъде циклогенезата и ще се развие облачност. Близо до повърхността на Земята Атмосферно наляганепада, появяват се затворени изобари и зоната на валежите се увеличава.

Образуване на циклон в стационар атмосферен фронтпоказва, че температурните градиенти ще се увеличат и валежите на топлия фронт ще се увеличат през следващия ден. Метеорологичните условия няма да се променят съществено по време на студения фронт.