Πώς πάει ο κυκλώνας; Τι είναι ο κυκλώνας; Η δράση και τα χαρακτηριστικά ενός ατμοσφαιρικού κυκλώνα

Πολλοί άνθρωποι πιστεύουν ότι ο αέρας είναι μια διαφανής ουσία που κινείται με χαοτικό τρόπο. Στην πραγματικότητα, σχηματίζει μέτωπα που κινούνται πάνω από την επιφάνεια της γης, σχηματίζοντας δίνες αέρα - κυκλώνες και αντικυκλώνες. Αυτές οι δίνες είναι αλληλένδετες, αλλά αντίθετες ως προς την επίδρασή τους καιρός.

Τι είναι ο κυκλώνας και πώς σχηματίζεται;

Ο κυκλώνας είναι ένας τεράστιος ατμοσφαιρικός ανεμοστρόβιλος, με διάμετρο από εκατοντάδες έως πολλές χιλιάδες χιλιόμετρα, που σχετίζεται με την κίνηση ζεστό μέτωπο(η έναρξη της θερμότητας αέρια μάζαστο κρύο). κατευθύνεται από τις άκρες προς το κέντρο, κινείται στο βόρειο ημισφαίριο αριστερόστροφα, στο νότιο - δεξιόστροφα. Στην κεντρική ζώνη, σχηματίζεται χαμηλή πίεση, οι ροές αέρα κατευθύνονται προς τα πάνω.

Οι ανερχόμενες αέριες μάζες σχηματίζουν πυκνά σύννεφα. Σημάδια κυκλωνικής διαδικασίας είναι ο συννεφιασμένος καιρός, που συνοδεύεται από θυελλώδεις ανέμους. Την καλοκαιρινή περίοδο, ο κυκλώνας προκαλεί ψύξη του αέρα, το χειμώνα -.

Ανάλογα με την περιοχή εμφάνισης, διακρίνονται οι τύποι των κυκλώνων:

• αρκτικός;
• που προκύπτουν σε εύκρατες ζώνες.
• νότια, που προκύπτουν έξω από τα τροπικά γεωγραφικά πλάτη.

Σημειώνονται τα στάδια ανάπτυξης του κυκλώνα:

1. Αρχή. Η συλλογή των ρευμάτων αέρα διαρκεί αρκετές ημέρες.
2. Νεολαία. Η πίεση πέφτει στο κέντρο. Εμφανίζεται ένας πυκνός δακτύλιος σύννεφων.
3. Λήξη. Η πτώση πίεσης τελειώνει. Η ταχύτητα του ανέμου φτάνει στη μέγιστη τιμή της. Το στάδιο υπάρχει από μία ώρα έως αρκετές ημέρες.
4. Απόσβεση. Εμφανίζεται όταν ένας κυκλώνας μετακινείται από θάλασσα σε ξηρά.

Οι κυκλώνες χαρακτηρίζονται από ένα καταστροφικό αποτέλεσμα, ο βαθμός του καθορίζεται από την ένταση της ροής δίνης. Ανάλογα με τη δύναμη της δράσης, διακρίνονται οι τύποι:

• διαταραχές (ταχύτητα μαζών αέρα όχι μεγαλύτερη από 15 m/s).
• κατάθλιψη (έως 20 m/s).
• καταιγίδα (έως 35 m/s).
• τυφώνας (πάνω από 35 m/s).

Οι πιο επικίνδυνοι είναι οι ισχυροί τροπικοί κυκλώνες που σχηματίζονται σε γεωγραφικά πλάτη 5–25° πάνω από τη ζεστή θάλασσα. Διαφέρουν από τους ανεμοστρόβιλους εύκρατες ζώνεςμικρότερα μεγέθη (δεν ξεπερνούν τις εκατοντάδες χιλιόμετρα), φέρουν απίστευτη καταστροφική δύναμη. Στην κεντρική ζώνη η πίεση είναι εξαιρετικά χαμηλή, σχηματίζονται άνεμοι με ταχύτητα καταιγίδας. Στις χώρες του Ειρηνικού, οι τροπικές δίνες ονομάζονται, στον Ατλαντικό - τυφώνες.

Συνήθως οι κυκλώνες υπάρχουν για μερικές μέρες. Αλλά σε περιοχές με σταθερή χαμηλή πίεση, καταγράφονται δίνες που παραμένουν ενεργές για έως και 10-12 μήνες.

Τι είναι ο αντικυκλώνας και πώς αναπτύσσεται;

Ένας αντικυκλώνας είναι μια ροή αέρα που χαρακτηρίζεται από υψηλή πίεση, μια συγκεκριμένη κατεύθυνση ανέμου (δεξιόστροφα στο βόρειο ημισφαίριο, αριστερόστροφα στο νότιο ημισφαίριο). Σχηματίζεται στις υποτροπικές περιοχές και στις περιπολικές ζώνες στα κατώτερα ατμοσφαιρικά στρώματα κατά το σχηματισμό ενός ψυχρού μετώπου (εισβολή μιας ψυχρής αέριας μάζας σε μια θερμή). Ο αέρας κινείται με ταχύτητα 30 - 40 km / h. Η διάμετρος δεν υπερβαίνει τα 5 χιλιάδες χιλιόμετρα.

Έτσι φαίνεται από το διάστημα

Οι αντικυκλώνες χωρίζονται σε:

• χαμηλό - με επικρατούντα ρεύματα ψυχρού αέρα, κλειστές ισοβαρείς στο επιφανειακό τμήμα της τροπόσφαιρας, απουσία περιοχής υψηλής ατμοσφαιρικής πίεσης στο ανώτερο τροπόσφαιρο στρώμα.
• υψηλή - με επικρατούντα θερμά ρεύματα αέρα, υψηλή πίεση σε όλη την τροπόσφαιρα (πολλά κέντρα είναι πιθανά).

Οι αντικυκλώνες φέρνουν καθαρό καιρό, απάνεμο, ελαφρώς συννεφιασμένο και χωρίς σύννεφα. Το χειμώνα και το φθινόπωρο, σύννεφα στρώματος, νυχτερινοί παγετοί μπορεί να εμφανιστούν, στη ζεστή εποχή - σωρευτικά σύννεφα χωρίς βροχόπτωση.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενός κυκλώνα και ενός αντικυκλώνα;

Οι ομοιότητες μεταξύ κυκλώνων και αντικυκλώνων είναι:

• σχήμα στροβιλισμού?
• σημασία για τη διαμόρφωση καιρικών συνθηκών σε τεράστιες περιοχές.

Η διαφορά μεταξύ των φαινομένων είναι βασική, όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα.

	κυκλώνας	αντικύκλωνας
τομέα της εκπαίδευσης	συνήθως πάνω από ωκεανούς σε όλα τα γεωγραφικά πλάτη εκτός από το ισημερινό (η δύναμη Coriolis δεν δρα στον ισημερινό)	πάνω από την επιφάνεια του ωκεανού στις υποτροπικές και πολικές περιοχές
διάμετρος	εκατοντάδες έως πολλές χιλιάδες χιλιόμετρα	αρκετές χιλιάδες χιλιόμετρα
κίνηση	συνεχής σε ταχύτητες έως και 60 km/h (οι τροπικές καταιγίδες έχουν πολύ μεγαλύτερες ταχύτητες)	χαμηλή ταχύτητα, έως 40 km/h
πίεση	κεντρικό - χαμηλό, ανεβαίνει στην άκρη	κεντρικό - ψηλό, μειούμενο προς την άκρη
φορά περιστροφής σε σχέση με τα ημισφαίρια	αριστερόστροφα στο βορρά, δεξιόστροφα στο νότο	στο Βορρά δεξιόστροφα, στο Νότο κατά
αλλαγές του καιρού	συννεφιά, δυνατός άνεμος, βροχόπτωση	χαμηλό σύννεφο, χωρίς άνεμο, χωρίς βροχόπτωση
διαφορές στους συνοπτικούς χάρτες	Η - ζώνη χαμηλή πίεση	Β - ζώνη υψηλής πίεσης

Οι κυκλώνες έχουν πολλές διαφορές από τους αντικυκλώνες, αλλά τα φαινόμενα είναι στενά συνδεδεμένα. Όταν η ατμοσφαιρική πίεση μειώνεται σε μια περιοχή, σίγουρα θα αυξηθεί στη γειτονική. Για κυκλωνικές και αντικυκλωνικές ροές, ο μηχανισμός εμφάνισης είναι ο ίδιος: ανομοιογένεια θέρμανσης η επιφάνεια της γηςκατά την αξονική περιστροφή του πλανήτη.

Κινούμενοι τεράστιες ατμοσφαιρικές δίνες - εξωτροπικοί κυκλώνες και αντικυκλώνες - δεν προκύπτουν και αναπτύσσονται εξίσου συχνά παντού. Σε ορισμένες περιοχές, οι κυκλώνες εμφανίζονται πιο συχνά, σε άλλες - αντικυκλώνες. Ανάλογα με τη συχνότητα αυτών ή άλλων βαρικών σχηματισμών, ο καιρός και το κλίμα διαφέρουν. Όπου συχνά σχηματίζονται και αναπτύσσονται κυκλώνες, επικρατεί συννεφιασμένος ή συννεφιασμένος καιρός. Η ποσότητα της βροχόπτωσης υπερβαίνει σχεδόν πάντα την ποσότητα της εξατμισόμενης υγρασίας, επομένως η απορροή του ποταμού σε αυτές τις περιοχές φτάνει σε μεγάλες τιμές.
Σε περιοχές όπου εμφανίζονται και αναπτύσσονται συχνότερα κινούμενοι αντικυκλώνες, επικρατεί αίθριος καιρός. Η ατμοσφαιρική βροχόπτωση πέφτει σε ανεπαρκείς ποσότητες και η ροή του ποταμού που σχετίζεται με αυτήν είναι μικρή ή απουσιάζει εντελώς. Σε στενή σχέση με κλιματικές συνθήκεςΟι περιοχές όπου επικρατεί κυκλωνικός καιρός είναι πλούσιες σε βλάστηση, ενώ σε περιοχές όπου επικρατεί αντικυκλωνικός καιρός η βλάστηση είναι μάλλον αραιή. Εδώ σχηματίστηκαν άνυδρες στέπες και έρημοι.
Οι χάρτες συχνότητας κυκλώνων που συνέταξε ο συγγραφέας για το βόρειο ημισφαίριο δείχνουν ότι το χειμώνα, οι κυκλώνες εμφανίζονται και αναπτύσσονται συχνότερα στις ανατολικές ακτές της Βόρειας Αμερικής και της Ασίας. Πάνω από τον Ατλαντικό κινούνται προς την Ισλανδία και Θάλασσα Μπάρεντς, και τέλος Ειρηνικός ωκεανός- από την Ιαπωνία μέχρι τα Αλεούτια Νησιά και την Αλάσκα. Σε περιοχές της Νέας Γης, της Ισλανδίας, καθώς και των Ιαπωνικών και Αλεούτιων Νήσων, οι κυκλώνες είναι συνήθως οι πιο ισχυροί και βαθύτεροι. Η δραστηριότητά τους εξηγεί τη σημαντική βροχόπτωση που πέφτει εδώ, ισχυροί άνεμοι, συχνές καταιγίδες. Αρκετά συχνά, στην περιοχή εμφανίζονται κυκλώνες το χειμώνα. Μεσόγειος θάλασσα.
Στις ηπείρους, η συχνότητα των κυκλώνων είναι πολύ μικρότερη από ό,τι στους ωκεανούς. Οι κυκλώνες εμφανίζονται ιδιαίτερα σπάνια στην ασιατική ήπειρο το χειμώνα.
Εάν το χειμώνα οι έντονες χιονοπτώσεις και οι χιονοθύελλες στο βόρειο τμήμα του ευρωπαϊκού εδάφους της ΕΣΣΔ προκαλούνται συχνότερα από κυκλώνες που προέρχονται από το βόρειο τμήμα του Ατλαντικού, τότε οι σημαντικές βροχοπτώσεις στα νότια της ΕΣΣΔ συνήθως συνδέονται με κυκλώνες που προέρχονται από τη Μεσόγειο Θάλασσα . Ωστόσο, συχνά, κινούμενοι προς βόρεια ή βορειοανατολική κατεύθυνση, οι κυκλώνες διανύουν τεράστια απόσταση και δίνουν σημαντική βροχόπτωση, και σε ορισμένα σημεία χιονοθύελλες στην περιοχή κατά μήκος της διαδρομής.
Το καλοκαίρι, η κατάσταση αλλάζει κάπως:
1) η συχνότητα των κυκλώνων πάνω από τους ωκεανούς μειώνεται, ενώ στις ηπείρους, αντίθετα, αυξάνεται.
2) το νότιο όριο της ζώνης σχηματισμού κυκλώνα μετατοπίζεται προς τα βόρεια. Εάν το χειμώνα εμφανίζονται σε γεωγραφικά πλάτη έως 30 °, και μερικές φορές ακόμη και προς τα νότια, τότε το καλοκαίρι η ζώνη σχηματισμού κυκλώνων από το νότο περιορίζεται περίπου στον 40ο παράλληλο (στο βόρειο ημισφαίριο). Ειδικότερα, στην περιοχή της Μεσογείου, κυκλώνες εμφανίζονται πολύ σπάνια.
3) η ένταση των κυκλώνων το καλοκαίρι σε σύγκριση με τον χειμώνα εξασθενεί αισθητά.
Λόγω της μετατόπισης της ζώνης των κυκλώνων προς τα βόρεια το καλοκαίρι, οι βροχοπτώσεις στις υποτροπικές περιοχές μειώνονται ή και σταματούν προσωρινά. Επομένως, στη νότια Ιταλία, τη Μεσόγειο, τη βόρεια Αφρική και τη Μέση Ανατολή κατακρήμνισηπέφτουν κυρίως το χειμερινό εξάμηνο του έτους. ΣΕ καλοκαιρινούς μήνεςοι βροχοπτώσεις σε αυτές τις περιοχές είναι σπάνιες.
Στο νότιο ημισφαίριο, οι εξωτροπικοί κυκλώνες σχηματίζονται συχνότερα σε μεσαία γεωγραφικά πλάτη. Όπως και στο βόρειο ημισφαίριο, για το μεγαλύτερο μέροςκινούνται από τα δυτικά προς τα ανατολικά.

Κυκλώνας- ατμοσφαιρική δίνη με χαμηλή πίεση στο κέντρο. Οι άνεμοι σε έναν κυκλώνα στο βόρειο ημισφαίριο φυσούν αριστερόστροφα και στο κάτω στρώμα αποκλίνουν προς το κέντρο, στο νότιο ημισφαίριο - δεξιόστροφα.

Οι κυκλώνες εμφανίζονται συνεχώς και φυσικά λόγω της περιστροφής της Γης, χάρη στη δύναμη Coriolis. Το πέρασμα ενός κυκλώνα συνδέεται με το σχηματισμό ισχυρών νεφών και βροχοπτώσεων.

Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι κυκλώνων - εξωτροπικοί και τροπικοί. Τα πρώτα σχηματίζονται σε εύκρατα ή πολικά γεωγραφικά πλάτη και έχουν διάμετρο χιλιάδων χιλιομέτρων στην αρχή της ανάπτυξης και έως και αρκετές χιλιάδες στην περίπτωση του λεγόμενου κεντρικού κυκλώνα. Τα τελευταία σχηματίζονται σε τροπικά γεωγραφικά πλάτη και είναι μικρότερα (εκατοντάδες, σπάνια πάνω από χίλια χιλιόμετρα), αλλά έχουν μεγάλες βαρικές κλίσεις και ταχύτητες ανέμου που φτάνουν τις καταιγίδες. Οι τροπικοί κυκλώνες μπορούν να μετατραπούν σε εξωτροπικούς κυκλώνες κατά την ανάπτυξή τους.

Κάτω από 8-10 ° βόρειο και νότιο γεωγραφικό πλάτος, οι κυκλώνες εμφανίζονται πολύ σπάνια και σε άμεση γειτνίαση με τον ισημερινό δεν συμβαίνουν καθόλου.

Οι κυκλώνες εμφανίζονται όχι μόνο στην ατμόσφαιρα της Γης, αλλά και στις ατμόσφαιρες άλλων πλανητών. Για παράδειγμα, στην ατμόσφαιρα του Δία παρατηρείται εδώ και πολλά χρόνια η λεγόμενη Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα, η οποία είναι, προφανώς, ένας μακροχρόνιος κυκλώνας. Ωστόσο, οι κυκλώνες στις ατμόσφαιρες άλλων πλανητών δεν έχουν μελετηθεί αρκετά. Κυκλογένεση - ο σχηματισμός ενός κυκλώνα, σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη εμφανίζεται στα μέτωπα.

Κυκλογένεση— ανάπτυξη ή εντατικοποίηση της κυκλωνικής κυκλοφορίας στην ατμόσφαιρα (περιοχή χαμηλής πίεσης). Αυτός είναι ένας γενικός όρος για πολλές διαφορετικές διαδικασίες, που όλες οδηγούν στην ανάπτυξη κάποιου είδους κυκλώνα.

Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι κυκλώνων - εξωτροπικά και τροπικά. Τα πρώτα σχηματίζονται σε εύκρατα ή πολικά γεωγραφικά πλάτη και έχουν διάμετρο χιλιάδων χιλιομέτρων στην αρχή της ανάπτυξης και έως και αρκετές χιλιάδες στην περίπτωση του λεγόμενου κεντρικού κυκλώνα. Οι εξωτροπικοί κυκλώνες σχηματίζονται ως κύματα κατά μήκος των καιρικών μετώπων πριν αυτά τα μέτωπα κλείσουν σε ένα μέτωπο απόφραξης που αργότερα σχηματίζεται σε αυτά. κύκλος ζωήςψυχρός πυρήνας του κυκλώνα.

Οι τροπικοί κυκλώνες σχηματίζονται λόγω της παρουσίας του ένας μεγάλος αριθμόςλανθάνουσα θερμότητα, προκαλώντας μεγαλύτερη δραστηριότητα καταιγίδας και πυρήνες θερμότητας. Μπορεί να είναι εξαιρετικά επικίνδυνα. Κυρίως για διαμόρφωση τροπικός κυκλώναςαπαιτείται θερμοκρασία επιφανειακού νερού ωκεανού τουλάχιστον 26,5 °C σε βάθος τουλάχιστον 50 m. Ένας άλλος απαραίτητος παράγοντας είναι η ταχεία ψύξη του αέρα με ύψος, που επιτρέπει την απελευθέρωση της ενέργειας συμπύκνωσης, της κύριας πηγής ενέργειας ένας τροπικός κυκλώνας. Επίσης, ο σχηματισμός ενός τροπικού κυκλώνα απαιτεί υψηλή υγρασία αέρα στα κατώτερα και μεσαία στρώματα της τροπόσφαιρας. υπό την προϋπόθεση μεγάλης ποσότητας υγρασίας στον αέρα, οι συνθήκες είναι ευνοϊκές για το σχηματισμό αστάθειας.

Βασικές θεωρίες σχηματισμού

Η ιδέα του μηχανισμού εμφάνισης του κυκλώνα μέχρι τον 20ο αιώνα δεν ήταν σαφής και ήταν πολύ απλοποιημένη. Τον 20ο αιώνα αναπτύχθηκαν οι θερμικές (συμπύκνωση), οι μηχανικές, οι κυματικές, οι αποκλίνουσες, οι επιθετικές-δυναμικές θεωρίες σχηματισμού κυκλώνων, οι οποίες ήταν πληρέστερες, αλλά συνέχισαν να είναι ανεπαρκώς πλήρεις και δεν έλαβαν υπόψη όλους τους παράγοντες.

Έχει πλέον αποδειχθεί ότι η συντριπτική πλειονότητα των κυκλώνων που εμφανίζονται σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη είναι διαταραχές μετωπικών κυμάτων.

Μετωπιαίοι κυκλώνες (και αντικυκλώνες) είναι το αποτέλεσμα της εμφάνισης δυναμικά ασταθών βαροκλινικών κυμάτων στο τροποσφαιρικό μέτωπο. Η βαροκλινική αστάθεια ορίζεται ως μια δυναμική αστάθεια στην κύρια ατμοσφαιρική μεταφορά που σχετίζεται με την παρουσία μιας μεσημβρινής διαβάθμισης θερμοκρασίας και ως εκ τούτου θερμικού ανέμου. Ταυτόχρονα, η ατμόσφαιρα βρίσκεται σε οιονεί γεωστροφική ισορροπία (η κατάσταση κίνησης στην οποία η οριζόντια συνιστώσα της δύναμης της περιστροφής της Γης εξισορροπεί τη δύναμη της οριζόντιας βαρικής κλίσης σε όλα τα σημεία του πεδίου, δηλαδή στο σημεία του γεωστροφικού πεδίου, τα οποία μπορούν να ληφθούν στην ελεύθερη ατμόσφαιρα, με εξαίρεση τα ισημερινά γεωγραφικά πλάτη) και έχει στατική σταθερότητα.

Στάδιο ανάδυσης

Η διάρκεια του σταδίου εμφάνισης του κυκλώνα διαρκεί από τα πρώτα σημάδια σχηματισμού βαρικών έως την εμφάνιση της πρώτης κλειστής ισοβαρής στον χάρτη επιφανειακών καιρικών συνθηκών. Η διαδικασία διαρκεί περίπου μία ημέρα. Στο αρχικό στάδιο ανάπτυξης, η κυκλωνική πίεση και οι κλίσεις ανέμου είναι ασθενείς και το ατμοσφαιρικό μέτωπο είναι ελαφρώς διαταραγμένο. Ένας κυκλώνας στο αρχικό του στάδιο είναι συνήθως ένας σχηματισμός χαμηλής βαρικότητας.

Το στάδιο ενός νεαρού μετωπιαίου κυκλώνα αντιστοιχεί στην παραμόρφωση της πρόσθιας ζώνης νεφών. Στο σημείο από όπου ξεκινά το κύμα, στο μπροστινό μέρος, η ζώνη του σύννεφου επεκτείνεται προς τον ψυχρό αέρα και αποκαλύπτει μια αντικυκλώνα κάμψη (προς τον κρύο αέρα). Εδώ ως αποτέλεσμα της ανοδικής ολίσθησης ζεστός αέραςΑρχίζει να σχηματίζεται μια θολή ζώνη θερμού μετώπου. Στην βόρεια περιφέρεια της νεφελώσεως του θερμού μετώπου είναι ορατές εκτοξεύσεις νεφών κίρρου, γεγονός που υποδηλώνει μια ενεργή διαδικασία κυκλογένεσης. Στο πίσω μέρος του κύματος υπάρχει μια κυκλωνική κάμψη, σχηματίζεται ένα ψυχρό μέτωπο.

Σε αντίθεση με το υπανάπτυκτο κύμα, οι ζώνες των νεφών κίρρου μπροστά από το ενεργό κύμα υποδεικνύουν ότι θερμός αέρας μεταφέρεται εδώ στο άνω μισό της τροπόσφαιρας και σχηματίζεται μια θερμική κορυφογραμμή. Στο πίσω μέρος του ενεργού κύματος, η λωρίδα σύννεφων στενεύει και λυγίζει προς τον θερμό αέρα. Εδώ, στο κάτω μισό της τροπόσφαιρας, κρύος αέρας, και σχηματίζεται μια θερμική γούρνα.

Έτσι, σχηματίζονται περιοχές ψυχρής και θερμικής έλξης, το λεγόμενο θερμικό ζεύγος επαγωγής. Όσο πιο σημαντική είναι η οριζόντια κλίση της πρόσφυσης στην περιοχή του κύματος, τόσο πιο έντονη θα προχωρά η κυκλογένεση και θα αναπτύσσεται η νεφελότητα. Στην επιφάνεια της γης Ατμοσφαιρική πίεσηπέφτει, εμφανίζονται κλειστές ισοβαρείς και η ζώνη βροχόπτωσης αυξάνεται.

Σχηματισμός κυκλώνα σε ακίνητο ατμοσφαιρικό μέτωπουποδηλώνει ότι οι διαβαθμίσεις της θερμοκρασίας θα αυξηθούν την επόμενη μέρα και οι βροχοπτώσεις θα ενταθούν στο θερμό μέτωπο. Στο κρύο μέτωπο οι καιρικές συνθήκες δεν θα αλλάξουν σημαντικά.