Атмосферные фронты. Циклоны и антициклоны. Что такое циклон и антициклон? Что такое антициклон определение
Воздух играет крайне важную роль в жизни не только человека, но и всей планеты. Атмосферные явления изучались учеными с начала веков и продолжают активно исследоваться сегодня. Стоит сказать, что, на самом деле, — это не просто сплошное непрозрачное вещество, он разделяется на массы и фронты, которые, перемещаясь над различными частями , играют ключевую роль в формировании воздушных вихрей. Рассмотрим, что такое циклон и антициклон, их главные различия.
Вконтакте
Циклон
Циклон представляет собой воздушный массив, который имеет форму вихря, гигантского по своему диаметру (от 100 до многих 1000 км). Для циклона характерно пониженное давление и перемещение воздушных потоков по часовой стрелке или против, в центре, по различным направлениям, зависящим от полушария, в котором действует вихрь.
Циклон от антициклона отличается процессом образования. Первый имеет естественную природу возникновения: планета Земля вращается, из-за чего воздух вокруг нее движется и образует вихри. Рассматривая физику возникновения этих явлений, можно выделить две главных теории в формировании воздушного потока:
- сила Кориолиса;
- теорема о неподвижной точке.
Благодаря этим теориям можно объяснить появление подобных вихрей в земно-воздушно пространстве и также в атмосферах других .
Виды
Существует два основных вида вихрей, отличающихся своими характеристиками.
Внетропические
Характерны для полярных или умеренных климатических поясов . Их диаметр обычно начинается с 1000 км при возникновении и несколькими тысячами в конце. Они, в свою очередь, подразделяются на:
- южные – они характерны для умеренных климатических поясов, точнее их южных частей. К ним можно отнести циклоны на Балканах, Средиземноморье и Черноморском побережье;
- северные;
- северо-восточные.
Из них только южные несут в себе колоссальное количество энергии, которая выливается обычно в сильные осадки, ветра, грозовые штормы и другие неприятные природные явления.
Внетропический циклон
Тропические
Возникают только над тропическими поясами и отличаются малыми размерами . Их диаметр обычно исчисляется несколькими сотнями км (реже свыше 1000 км), но при этом для них свойственны сильные ветра. Из-за этого они часто становятся буревыми и отличаются «глазом бури» - это центральная часть вихря, которая в диаметре около 30 км, в которой сохраняется ясная погода без ветров и осадков.
Важно ! и ближайшая территория к нему представляют собой территорию, на которой никогда не возникают подобные природные явления.
Циклон – это низкое давление в атмосфере и все, что оно за собой влечет. Метеорологи могут своевременно предсказывать скорое наступление такого воздушного вихря. Какую погоду приносит циклон: с ливнями и разрушительными бурями, но теплая температура воздуха при этом сохраняется.
Тропический циклон
Антициклон
Что такое антициклон – это часть воздушных потоков, в которых наблюдается высокое давление и движение ветра в определённых направлениях. Выделяется такая область тем, что ветер направляется по часовой стрелке на территории верхнего полушария и против — на нижнем.
Антициклоны делятся на два типа:
- низкие - это преимущественно холодные потоки воздуха, в которых до 1,5 км тропосферы присутствуют изобары замкнутые, а выше и вовсе не наблюдается высокого давления;
- высокие - в таких воздушных массах воздух теплый и высокое давление присутствует по всей задействованной тропосфере. В таких вихрях может быть несколько главных центров.
Антициклон – это погода ясная, без облаков. Причем могут образовываться низко расположенные слоистые облака и туманы с морозами по ночам осенью-зимой, а летом — кучевые облака и отсутствие осадков, что часто приводит к возникновению лесных пожаров. Такие вихри не превышают нескольких тысяч километров в диаметре и двигаются с запада на восток со скоростью 30-40 км/ч, склоняясь к низким широтам.
Признаки присутствия антициклона следующие:
- ясное небо;
- малое количество облаков или их отсутствие;
- нет ветра и дождя со снегом;
- солнечная стабильная погода.
Образование подобных воздушных потоков над участками, почва которых покрыта льдом, отражается на их силе и характеристиках. Так, над Антарктидой он будет чрезвычайно сильным, а над Гренландией уже гораздо слабее. То же самое касается и тропического климата.
Антициклон
Сравнение
Сама приставка анти- указывает на то, что антициклон – это атмосферное явление, противоположное циклону по своим характеристикам. Если циклон — это низкое атмосферное давление, то антициклон — высокое. Это самое существенное различие, коренным образом меняющее погоду на территории под этими вихрями. Их отличие состоит в разных движениях воздушных потоков. Чем они еще отличаются.
Характеристика циклона и антициклона предоставлена ниже.
| Характеристика | Циклон | Антициклон |
| Давление | Низкое в центре вихря | Повышенное в том же месте |
| Размеры | Диаметр может быть в 300-5000 км. | До 4000 км в самом широком месте. |
| Скорость движения (км/ч) | В среднем 30-60. | В среднем 20-40 или же вовсе малоподвижные. |
| Характерные места | Возникают по всей территории земного шара, кроме экватора. | Возникают преимущественно над сушей, покрытой ледяным слоем (Антарктида или Арктика). |
| Причины возникновения | Естественное движение Земли вокруг своей оси.
Появление дефицита воздушной массы. |
Появление циклона.
При переизбытке воздушной массы. |
| Вращение воздуха | Воздух направляется от окраины к центру.
Что касается его направления, то в Северном полушарии он двигается против часовой стрелки, а в Южном, наоборот, по часовой стрелке. |
Как и в целом, движение воздуха в данном вихре обратно: воздух направляется от центра к окраинам вихря, а направление его также зависит от полушария:
Северное — по часовой стрелке; Южное – против часовой стрелки. |
| Направление движения воздуха | Восходящее | Нисходящее |
| Погода | Данное природное явление характеризуется высокой вероятностью осадков и порывами сильного ветра.
На небе образуются густые облака, а погода в целом будет пасмурной и влажной, но не холодной. Летом часто идут дожди, а зимой – снег или дождь, но без морозов. |
Несет с собой сухую погоду, для которой не характерны ветра или облака. Обычно летом сухая малооблачная погода, без осадков, а зимой – холодно и морозно. |
Таким образом, приближение циклона говорит о том, что надвигается погода с разрушительными последствиями: сильные ливни, ветра и снежные бури. На небе будет множество облаков и туч, сильные порывы ветра. В целом погода будет отличаться нестабильностью. В отличии от таких вихрей, антициклоны принесут стабильность: установится спокойная погода, безветрие и безоблачность, будет тепло на протяжении длительного срока.
Атмосферные фронты. Циклоны и антициклоны
Циклон (область пониженного давления)
Вывод
Метеочувствительные люди часто ощущают приближение того или иного атмосферного явления на себе: при приближении антициклона атмосферное давление высокое, а кровяное при этом падает, поэтому появляются головокружение и головные боли. При приближении циклона все наоборот: атмосферное понижается, а кровяное давление повышается.
Воздушные массы - это крупные массы воздуха тропосферы и нижней стратосферы, которые формируются над определенной территорией суши или океана и обладают относительно однородными свойствами - температурой, прозрачностью. Они движутся как одно целое и в одном направлении в системе атмосферы.
Воздушные массы занимают площадь в тысячи квадратных километров, их мощность (толщина) достигает до 20-25 км. Перемещаясь над поверхностью с иными свойствами, они нагреваются или охлаждаются, или становятся суше. Теплой или холодной называют воздушную массу, которая теплее (холоднее) окружающей ее среды. Различают четыре типа воздушных масс в зависимости от районов формирования: экваториальные, тропические, умеренные, арктические (антарктические) воздушные массы (рис. 13). Они отличаются, прежде всего, температурой и влажностью. Все типы воздушных масс, кроме экваториальных, делятся на морские и континентальные в зависимости от характера поверхности, над которой они сформировались.
Экваториальная воздушная масса формируется в , поясе . Обладает достаточно высокими температурами и влажностью, близкой к максимальной, и над сушей, и над морем. Континентальная тропическая воздушная масса формируется в центральной части материков в . Она обладает высокой температурой, низкой влажностью, сильной запыленностью. Морская тропическая воздушная масса образуется над океанами в тропических широтах, где преобладают довольно высокие температуры воздуха и отмечается высокая влажность.
Континентальная умеренная воздушная масса формируется над материками в , господствует в Северном полушарии. Ее свойства изменяются по сезонам. Летом довольно высокая температура и влажность, характерны осадки. Зимой низкие и крайне низкие температуры и невысокая влажность. Морская умеренная воздушная масса формируется над океанами с теплыми течениями в умеренных широтах. Летом она прохладнее, зимой - теплее, отличается значительной влажностью.
Континентальная арктическая (антарктическая) воздушная масса формируется над льдами Арктики и , обладает крайне низкими температурами и небольшой влажностью, высокой прозрачностью. Морская арктическая (антарктическая) воздушная масса образуется над периодически замерзающими морями и океанами, ее температура несколько выше, влажность больше.
Воздушные массы находятся в постоянном движении, при их встрече образуются переходные зоны, или фронты. - пограничная зона между двумя , обладающими разными свойствами. Ширина атмосферного фронта достигает десятков километров. Атмосферные фронты могут быть теплыми и холодными в зависимости от того, какой воздух надвигается на территорию и какой вытесняется (рис. 14). Чаще всего атмосферные фронты возникают в умеренных широтах, где встречаются холодный воздух из полярных широт и теплый из тропических широт.
Прохождение фронта сопровождается изменениями в . Теплый фронт перемещается в сторону холодного воздуха. С ним связаны потепление, слоисто-дождевые облака, приносящие моросящие осадки. Холодный фронт перемещается в сторону теплого воздуха. Он приносит обильные кратковременные ливневые осадки, часто со шквалистыми и , и похолодание.
Циклоны и антициклоны
В атмосфере при встрече двух воздушных масс возникают крупные атмосферные вихри - . Они представляют плоские вихри воздуха, охватывающие тысячи квадратных километров при высоте всего 15-20 км.
Циклон - атмосферный вихрь огромного (от сотен до нескольких тысяч километров) диаметра с пониженным давлением воздуха в центре, с системой ветров от периферии к центру против в Северном полушарии. В центре циклона наблюдаются восходящие потоки воздуха (рис. 15). В результате восходящих потоков воздуха в центре циклонов формируются мощные облака и выпадают атмосферные осадки.
Летом во время прохождения циклонов температура воздуха снижается, а зимой повышается, начинается оттепель. Приближение циклона вызывает пасмурную погоду и изменение направления ветра.
В тропических широтах от 5 до 25° обоих полушарий возникают тропические циклоны. В отличие от циклонов умеренных широт они занимают меньшую площадь. Тропические циклоны возникают над теплой морской поверхностью в конце лета - начале осени и сопровождаются мощными грозами, выпадением ливневых осадков и ветрами штормовой силы, обладают огромной разрушительной силой.
В тропические циклоны называют , в Атлантическом - , у берегов Австралии - вилли-вилли. Тропические циклоны переносят большое количество энергии от тропических широт в направлении умеренных, что делает их важной составляющей глобальных процессов циркуляции атмосферы. За свою непредсказуемость тропическим дают женские имена (например, «Катрин», «Джульетта» и др.).
Антициклон - атмосферный вихрь огромного диаметра (от сотен до нескольких тысяч километров) с областью повышенного давления у земной поверхности, с системой ветров от центра к периферии по часовой стрелке в Северном полушарии. В антициклоне наблюдаются нисходящие потоки воздуха.
Как зимой, так и летом для антициклона характерны безоблачное небо и безветрие. Во время прохождения погода солнечная, летом жарко, а зимой очень холодно. Антициклоны образуются над ледовыми покровами Антарктиды, над , над океанами в тропических широтах.
Свойства воздушных масс определяются районами их формирования. При их перемещении из мест своего формирования в другие они постепенно меняют свои свойства (температуру и влажность). Благодаря циклонам и антициклонам между широтами осуществляется обмен теплом и влагой. Смена циклонов и антициклонов в умеренных широтах приводит к резким изменениям погоды.
Некоторое время назад ученые и подумать не могли о том, что на поверхности планеты образуются около двухсот циклонов и порядка пятидесяти антициклонов, потому что многие из них оставались невидимыми из-за отсутствия метеостанций в тех районах, где они возникают. Но теперь есть спутники, которые фиксируют возникающие изменения. А что такое циклон и антициклон, и как они возникают?
Вначале, что такое циклон
Циклон представляет собой огромный атмосферный вихрь с низким давлением воздуха. В нем воздушные массы всегда перемешиваются против часовой стрелки на севере и по часовой стрелке на юге.
Говорят, что циклон - это такое явление, которое наблюдается на разных планетах, в числе которых и Земля. Оно возникает из-за вращения небесного тела. Это явление обладает огромной мощью и несет с собой сильнейшие ветра, осадки, грозы и другие явления.
Антициклон
В природе есть и такое понятие как антициклон. Не трудно догадаться, что это явление противоположное циклону. Для него характерно движение воздушных масс против часовой стрелки в южном полушарии и по часовой - в северном.
Антициклоны способны стабилизировать погоду. Над территорией после них устанавливается спокойная тихая погода: летом она жаркая, а зимой - морозная.
Циклоны и антициклоны
Так что такое циклон и антициклон? Это два явления, возникающих в верхних слоях атмосферы и несущие разную погоду. Общее у этих явлений только то, что они возникают над определенными территориями. К примеру, антициклоны чаще всего возникают над ледовыми полями. И чем больше территория льда, тем сильнее антициклон.
На протяжении долгих столетий ученые пытались определить, что такое циклон, каково его значение и на что он влияет. Ключевыми понятиями этого атмосферного явления считают воздушные массы и фронты.
Воздушные массы
На протяжении многих тысяч километров, горизонтальные воздушные массы имеют одинаковые свойства. Их делят на холодные, местные и теплые:
- У холодных температура ниже, чем на поверхности, над которой они располагаются.
- У теплых она больше, чем на той поверхности, где они находятся.
- Местная масса - это воздух, температура которого ничем не отличается от той территории, которая располагается под ним.
Воздушные массы формируются над самыми разными участками Земли, что и определяет их особенности и различные свойства. Та территория, над которой образуются воздушные массы, дает им название.
К примеру, если они возникают над Арктикой, то им присваивают название арктических. Такой воздух холодный, с туманами, дымкой. Тропические же воздушные массы приносят тепло и приводят к формированию вихрей и смерчей, бурь.
Циклоны
Атмосферный циклон - это область пониженного давления. Он возникает из-за двух воздушных потоков с разной температурой. Центр циклона имеет минимальные атмосферные показатели: давление в его центральной части более низкое, а по краям - высокое. Создается впечатление, что воздушные массы выбрасываются вверх, тем самым образуя восходящие потоки воздуха.
По направлению движения воздушных масс ученые с легкостью определяют, в каком полушарии он образовался. Если его движение совпадает с часовой стрелкой, то он возник в Южном полушарии, а если воздух движется против нее - циклон пришел с Северного полушария.
В зоне действия циклона могут наблюдаться такие явления, как скопления облачных масс, резкие перепады температур, осадки, грозы, вихри.
Циклон, рожденный над тропиками
Тропические циклоны отличаются от тех, что возникают над другими территориями. Такие виды явлений носят самые разные названия: ураганы, тайфуны, арканы. Обычно тропические вихри большие - до трехсот миль и более. Они способны пригонять ветер со скоростью более 100 км/ч.
Отличительной особенностью этого атмосферного явления от других является то, что ветер разгоняется по всей территории циклона, а не только в определенных зонах, как это бывает с циклонами, возникающими в умеренном поясе. Главный признак приближения тропического циклона - это появление ряби на воде. Причем, она идет в противоположную сторону от ветра.
В 70-х годах прошлого столетия, на Бангладеш обрушился тропический циклон "Бхола", которому была присвоена третья категория из существующих пяти. У него была небольшая скорость ветра, но сопутствующий ему дождь стал причиной выхода из берегов реки Ганг, которая затопила все острова, смыв все поселения. В результате этой катастрофы погибло более 500 тысяч людей.
Шкалы циклонов
Любое действие циклона оценивается по шкале ураганов. В ней указывается категория, скорость ветра и штормовой прилив:
- Первая категория считается самой легкой. При ней наблюдается ветер 34-44 м/с. Штормовой прилив не превышает двух метров.
- Вторая категория. Для нее характерен ветер 50-58 м/с и штормовой прилив до 3 м.
- Третья категория. Сила ветра может достигать 60 метров в секунду, а штормовой прилив - не более 4 м.
- Четвертая категория. Ветер - до 70 метров в секунду, штормовой прилив - около 5,5 м.
- Пятая категория считается самой сильной. К ней относят все циклоны с силой ветра от 70 метров в секунду и со штормовым приливом более 5,5 метров.
Одними из самых известных тропических ураганов пятой категории является «Катрина», который унес жизни почти 2000 человек. Также пятую категорию получили ураганы: «Вильма», «Рита», «Иван». Во время прохождения последнего по территории Америки, образовалось более ста семнадцати смерчей.
Стадии формирования циклонов
Характеристика циклона определяется во время прохождения его по территории. При этом уточняется его стадия формирования. Всего их четыре:
- Первая стадия. Для нее характерно начало формирования вихря из воздушных потоков. На этой стадии происходит углубление: обычно этот процесс занимает около недели.
- Молодой циклон. Тропический циклон в молодой стадии может идти в разных направлениях или же перемещаться в виде небольших воздушных масс на незначительные расстояния. В центральной части происходит падение давления, вокруг центра начинает формироваться плотное кольцо, радиусом около 50 км.
- Стадия зрелости. Для нее характерно прекращение падения давления. На этой стадии скорость ветра достигает своего максимума и прекращает нарастать. Радиус штормовых ветров размещается в правой стороне циклона. Данная стадия может наблюдаться от нескольких часов до нескольких дней.
- Затухание. Когда циклон выходит на сушу, начинается стадия затухания. В этот период ураган может идти сразу в двух направления, а может постепенно затухать, переходя в более легкие тропические вихри.
Кольца змеи
Циклоны (от греч. "кольцо змеи"), представляют собой вихри гигантских размеров, диаметр которых может достигать тысячи километров. Обычно они формируются в местах, где воздух с экватора сталкивается с идущими навстречу холодными потоками. Образующаяся между ними граница получила название атмосферного фронта.
Во время столкновения теплый воздух не дает пройти холодному. На этих участках происходит оттеснение, и воздушная масса вынуждена подниматься выше. В результате таких столкновений между массами повышается давление: часть теплого воздуха вынуждена отклониться в сторону, уступив напору холодного. Так возникает вращение воздушных масс.
Образующиеся вихри начинают захватывать новые воздушные массы, и те начинают движение. Причем движение циклона в центральной его части меньше, чем по периферии. В тех зонах, где вихрь движется резко, отмечаются сильные скачки атмосферного давления. В самом центре воронки образуется недостаток воздуха, и чтобы его хоть как-то восполнить, в центральную часть поступают холодные массы. Они начинают вытеснять теплый воздух вверх, где происходит его остывание, а находящиеся в нем капли воды конденсируются и образуют облака, из которых потом выпадают осадки.
Вихри могут прожить несколько дней или несколько недель. В некоторых регионах зафиксированы циклоны, возрастом почти год. Такое явление характерно для территорий с пониженным давлением.
Виды циклонов
Существуют самые разные виды вихрей, но не каждый из них несет разрушения. К примеру, там, где циклоны слабые, но очень ветрено, могут наблюдаться следующие явления:
- Возмущения. При этом явлении скорость ветра не превышает семнадцати метров в секунду.
- Шторм. В центре циклона скорость движения до 35 м/с.
- Депрессия. При этом виде скорость движения циклона составляет от семнадцати до двадцати метров в секунду.
- Ураган. При этом варианте скорость циклона превышает 39 м/с.
Ученые о циклонах
Ежегодно ученые всего мира фиксируют усиление тропических циклонов. Они становятся сильнее, опаснее, их активность растет. Из-за этого они встречаются не только в тропических широтах, но и в европейских странах, причем в нетипичное для них время. Чаще всего это явление наблюдается в конце лета и в начале осени. Пока еще циклоны не наблюдаются весной.
Одним из мощнейших вихрей, пронесшихся над странами Европы, был ураган «Лотар» 1999 года. Он был очень мощным. Метеорологи не могли зафиксировать его из-за выхода из строя датчиков. Этот ураган стал причиной гибели сотни людей и нанес серьезный урон лесным массивам.
Рекордные циклоны
В 1969 году возник ураган «Камила». За две недели он дошел от Африки до Америки и достиг силы ветра 180 км/час. После прохода через Кубу его сила ослабла на двадцать километров, и ученые считали, что пока он дойдет до Америки, то еще больше ослабнет. Но они ошиблись. После пересечения Мексиканского залива, ураган опять набрал силу. «Камиле» была присвоена пятая категория. Более 300 тысяч человек пропали без вести, тысячи получили ранения. Вот еще несколько печальных рекордсменов:
- Самый рекордный по количеству жертв стал циклон «Бхола» 1970 года, унесший более 500 тысяч жизней. Потенциальное количество жертв может достигать миллиона.
- На втором месте ураган «Нина», который убил более ста тысяч жителей Китая в 1975 году.
- В 1982 году в центральной Америке бушевал ураган «Пол», унесший коло тысячи жителей.
- В 1991 году на Филиппины обрушился циклон «Тельма», убивший несколько тысяч человек.
- Самым страшным стал ураган «Катрина» 2005 года, унесший почти две тысячи жизней и нанесший урон почти на сто миллиардов долларов.
Ураган «Камила» является единственным, который вышел на сушу, сохранив всю свою мощь. Порывы ветра достигали 94 метров в секунду. Еще один рекордсмен по силе ветра зарегистрирован на острове Гуам. Тайфун имел силу ветра 105 метров в секунду.
Среди всех зафиксированных вихрей, самый большой диаметр имел «Тип», раскинувшийся более чем на 2100 километров. Самый мелкий тайфун - это «Марко», имеющий диаметр ветров всего 37 километров.
Если же судить по продолжительности жизни циклона, то дольше всего бушевал «Джон» в 1994 году. Он тянулся 31 день. Ему также принадлежит рекорд по длительности пройденного пути (13 000 километров).
Потом поток воздуха стремительно превращается в мощный вихрь, скорость ветра значительно усиливается и проникает в верхние слои атмосферы Циклон захватывает прилегающие слои воздуха, затягивает их со скоростью до 50 км/ч.
На отдаленных фронтах достигается большая скорость, чем в центре. В этот период из-за низкого давления происходит резкое изменение погоды.
Развитый циклон переходит в четвертую стадию и действует в течение четырех суток и более. Облачный вихрь смыкается в центре и потом сдвигается к периферии. На этом этапе уменьшается скорость, выпадают обильные осадки.
Явление циклона характеризуется недостатком воздуха.
Для его восполнения поступают холодные течения. Они выталкивают наверх тёплый воздух. Тот остывает, вода конденсируются. Появляются облака, из которых выпадают обильные осадки. Вот что такое циклон, и почему при его возникновении резко меняется погода.
Продолжительность вихря от нескольких дней до недель.
В области пониженного давления может длиться до года (например, Исландский или Алеутский циклон). По своему происхождению виды циклонов различаются в зависимости от места его возникновения:
- вихри в умеренных широтах
- тропический вихрь
- экваториальный
- арктический
В атмосфере Земли постоянно образуется движение масс.
В ней все время разрушаются вихри самых разных размеров. Теплые и холодные течения воздуха сталкиваются в умеренных широтах и образуют области высокого и низкого давления, что приводит к возникновению вихрей.
Большую опасность создает тропический циклон. Он образуется там, где температуре поверхности океана не меньше двадцати шести градусов.
Усиленное испарение способствует увеличению влажности. В результате чего вертикальные воздушные массы устремляются вверх.
С сильным порывом захватываются новые объемы воздуха. Они уже достаточно прогрелись и стали влажными над поверхностью океана.
Вращаясь на огромной скорости, потоки воздуха превращаются в ураганы разрушающей силы. Конечно, не каждый тропический циклон приносит разрушения. Когда они перемещаются на сушу, то быстро затихают.
Скорость движения в разных стадиях
- движение, не превышающее 17 м/с, характеризуется, как возмущение
- при 17-20 м/с наблюдается некоторая депрессия
- когда центр достигает скорости 38 м/с, надвигается шторм
- когда поступательное движение циклона превышает 39 м/с, наблюдается ураган
В центре циклона преобладает область тихой погоды.
Внутри образуется более тёплая температура, чем в остальной части воздушного потока, наблюдается меньшая влажность. Тропический циклон самый южный, отличается меньшими размерами и большей скоростью ветра.
Для удобства явления антициклонов и циклонов стали называть сначала цифрами, буквами и т.д. Сейчас они получили женские и мужские имена. При обмене информации это не создает путаницу и уменьшает количество ошибок в прогнозах.
Каждое имя содержит определенные данные.
Явления антициклона и циклона, которые формируются над океаном, отличаются по своим свойствам от тех, которые возникли над материком. Морские воздушные масса зимой теплые, а летом холодные в сравнении с континентальным воздухом.
Тропические циклоны
Тропические циклоны, в основном, захватывают районы юго-восточного побережья Азии, восточную часть острова Мадагаскар, Антильские острова, Аравийское море и Бенгальский залив.
За год наблюдается более семидесяти мощных циклонов.
Они называются по-разному, в зависимости от места возникновения:
- Северная и Центральная Америка – ураган
- Западное побережье Мексики в Тихом океане – кордонасо
- Восточная Азия – тайфун
- Филиппины – баруйо/ багуйо
- Австралия – вилли-вилли
Свойства умеренных, тропических, экваториальных и арктических воздушных масс легко определить по имени.
У каждого тропического циклона есть свое имя, например, «Сара», «Флора», «Нэнси» и т.д.
Заключение
Вертикально-горизонтальных движений воздушные массы перемещаются в пространстве. Атмосфера – это воздушный океан, ветры – его течение. Их безграничная энергия переносит по всем широтам тепло и влагу, из океанов на материки и обратно.
Влага и тепло на Земле перераспределяется благодаря постоянному движению воздушных масс.
Если бы не было явления антициклонов и циклонов, то температура у полюсов была бы ниже, а на экваторе было бы жарче.
Явление циклона и антициклона
Явление антициклона и циклона — мощная сила, которая может разрушать, откладывать и переносить с одного места на другое частицы пород.
Сначала от ветра работали мельницы, где мололи зерно. На парусниках он помогал преодолевать большие расстояния морей и океанов. Позже появились ветряные двигатели, с помощью которых люди получают электроэнергию.
Циклон и антициклон - это природный «механизм», который переносит воздушные массы и влияет на изменение погоды.
Все больше углубляясь в тайны, что такое циклоны и антициклоны, возможно, люди научатся использовать эти явления природы с максимальной выгодой и пользой для человечества.
Основное правило перемещения барических систем – это правило ведущего потока:
Рис. 9. Определение направления перемещения циклонов
и антициклонов по ведущему потоку
Молодые подвижные циклоны и антициклоны перемещаются в направлении ведущего потока, который наблюдается над их приземными центрами (рис.
Скорость перемещения циклонов и антициклонов составляет 80% от средней скорости ведущего потока на карте АТ-700 или 50% от средней скорости ведущего потока на карте АТ-500.
В холодное время года ведущий поток определяется, как правило, по карте АТ-700гПа, в теплое — по карте АТ-500гПа.
По приземным картам погоды перемещение барических систем можно определить по следующим правилам:
а) Центр циклона перемещается параллельно изобарам теплого сектора, оставляя теплый сектор справа от направления движения (рис.
Антициклон
Рис. 10. Определение направления движения
циклона по теплому сектору
б) Центр циклона перемещается параллельно линии, соединяющей очаг роста давления с очагом падения, в сто-рону очага падения давления (рис.
Рис. 11. Определение направления движения
циклона по очагам роста и падения давления
Ложбина , образовавшаяся на периферии циклона, перемещается вместе с циклоном и одновременно поворачивается вокруг его центра против часовой стрелки (рис. 12).
Рис. 12. Определение направления
движения ложбины
Антициклон перемещается в сторону очага максимального роста давления, расположенного на его пери-ферии.
Если очаг роста давления находится в центре антициклона, то антициклон является стационарным.
Рис. 13. Определение направления движения
антициклона
Гребень , образовавшийся на периферии антициклона, переме-щается вместе с антициклоном и в то же время огибает его центр по часовой стрелке.
14. Определение направления движения гребня
Эволюция барических систем:
1. Если в центре циклона, в ложбине давление падает, т.е. барические тенденции отрицательные, то циклон, ложбина углубляются (развиваются), и погода в этих барических системах ухудшается.
2. Если в центре циклона, в ложбине давление растет, т.е. барические тенденции положительные, то циклон, ложбина заполняются (разрушаются) и погода в этих барических системах становится лучше.
Если в центре антициклона, в гребне давление растет, то антициклон, гребень усиливаются (развиваются) и хорошая погода в этих барических системах будет сохраняться продолжительное время.
4. Если в центре антициклона, в гребне давление падает, то антициклон, гребень разрушаются, и погода в этих барических системах будет ухудшаться.
Контрольные вопросы
1. Какие метеорологические карты называются приземными картами погоды?
2. Какие приземные карты называются основными (кольцевыми), и как часто они составляются?
3. Каким образом данные о погоде наносятся на приземные карты?
4. В чем состоит первичный анализ (обработка) приземных карт погоды?
5. Какие линии называются изобарами, для каких значений давления и через какой интервал они проводятся на картах погоды?
Какие линии называются изаллобарами, и каким образом они проводятся на картах погоды?
7. Как на картах погоды выделяются очаги роста и падения давления?
8. Каким цветом на картах погоды с цветной печатью обозначаются главные атмосферные фронты (теплый, холодный, стационарный, фронт окклюзии) и вторичные атмосферные фронты?
9. Каким орнаментом на черно-белых картах погоды обозначаются главные и вторичные атмосферные фронты?
10. Как на картах погоды выделяются зоны обложных осадков?
Как на картах погоды выделяются зоны туманов?
12. Как на картах погоды выделяется гроза (в момент наблюдения и между сроками)?
13. Как на карте погоды определяется направление перемещения воздушных масс?
14. Что такое трансформация воздушных масс, и от чего она зависит?
15. Что необходимо учитывать при анализе метеоусловий, если погода определяется воздушной массой?
16. Как определяется направление перемещения атмосферного фронта, если он параллелен изобарам (перпендикулярен или располагается под углом не равным 90°)?
Каким образом скорость движения фронта зависит от угла пересечения фронта с изобарами и густоты изобар?
18. Как будет изменяться характер погоды в зоне атмосферного фронта, если фронт обостряется (размывается)?
При каких значениях падения (роста) давления атмосферные фронты обостряются (размываются)?
20. Почему в центре циклона атмосферные фронты обостряются, а на его периферии размываются?
21. Почему в антициклонах и гребнях атмосферные фронты размываются?
22. Что происходит с атмосферными фронтами на наветренных и подветренных склонах гор?
23. В какое время года и суток обостряются теплые и холодные фронты?
Как определяется направление и скорость перемещения циклонов и антициклонов по правилу ведущего потока?
25. Как определяется направление перемещения циклона по теплому сектору?
26. Как определяется направление перемещения циклона по изаллобарической паре?
27. Как определяется направление перемещения антициклона по приземным картам?
Как определяется направление перемещения гребня?
29. Как определяется направление перемещения ложбины?
30. В каких случаях циклоны (ложбины) углубляются?
31. В каких случаях циклоны (ложбины) заполняются?
32. В каких случаях антициклоны (гребни) усиливаются?
В каких случаях антициклоны (гребни) разрушаются?
34. Как изменяется погода при углублении циклонов (ложбин)?
35. Как изменяется погода при заполнении циклонов (ложбин)?
36. Как изменяется погода при усилении антициклонов (гребней)?
37. Как изменяется погода при разрушении антициклонов (гребней)?
ЦИКЛОНЫ И АНТИЦИКЛОНЫ
Циклоны и антициклоны
В тропосфере постоянно возникают, развиваются и исчезают вихри разных размеров - от небольших, до гигантских по площади циклонов и антициклонов.
Циклон - это область с пониженным давлением в центре. Поэтому воздух в циклоне перемещается по спирали от периферии (из областей высокого давления) к центру (в область низкого давления) и затем поднимается вверх, образуя восходящие потоки. В циклоне воздух движется по криволинейному пути и направлен против часовой стрелки в Северном полушарии и по часовой стрелке - в Южном. С циклонами связаны обширные области облаков и осадков, значительные изменения температуры, сильные ветры. Однако известны и циклоны, которые существуют в течение всего года в постоянных областях пониженного давления: Исландский циклон (минимум), расположенный в Северной Атлантике в районе о. Исландия, и Алеутский циклон (минимум) в районе Алеутских островов на севере Тихого океана. Кроме умеренных широт циклоны наблюдаются в тропическом поясе.
Тропические циклоны возникают только над морем, между 10-15 ° с. и ю.ш. При переходе на сушу они быстро затухают. Это, как правило, небольшие циклоны, их диаметр около 250 км но с очень низким давлением в центре.
Тропические циклоны перемещаются со скоростью 10-20 км/ч в основном с востока на запад, но их траектория отклоняется в сторону высоких широт (например, в Северном полушарии они движутся к северо-западу). Это очень мощные вихри с исключительно сильными ветрами (20-30 м/с, в порывах до 100 м/с и более), которые вызывают сильнейшее волнение на море и большие разрушения на суше. На земном шаре в среднем за год отмечается более 70 случаев тропических циклонов. Они наиболее известны в районе Антильских островов, у юго-восточного побережья Азии, в Аравийском море, Бенгальском заливе, восточнее о. Мадагаскар. В различных районах они имеют местные названия (циклон - в Индийском океане; ураган - в Северной и Центральной Америке; тайфун - в Восточной Азии). Циклоны особенно характерны для территории Европы, где они перемещаются с Атлантики на восток и существуют до 5-7 суток, т.е. пока не выровняется атмосферное давление.
Антициклон - это область с повышенным давлением в центре. Благодаря этому движение воздуха в антициклоне направлено от центра (из области более высокого давления) к периферии (в области более низкого давления). В центре антициклона воздух опускается, образуя нисходящие потоки, и растекается во все стороны, т.е. от центра к периферии. При этом он также вращается, но направление вращения противоположно циклоническому - оно происходит по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой стрелки - в Южном.
Антициклоны в умеренных широтах чаще всего следуют за циклонами, нередко они принимают малоподвижное (стационарное) состояние и также существуют до тех пор, пока давление не выровняется (6-9 суток). В связи с нисходящими движениями в антициклоне воздух не насыщается влагой, облакообразование не происходит и преобладает малооблачная и сухая погода со слабыми ветрами и штилями. Кроме умеренных широт антициклоны в самой большей степени распространены в субтропических широтах - в поясах высокого давления. Здесь это постоянные, существующие в течение всего года атмосферные вихри (области высокого давления): Северо-Атлантический (Азорский) антициклон (максимум) а районе Азорских островов и Южно-Атлантический антициклон; Северо-Тихоокеанский антициклон в Тихом океане и Южно-Тихоокеанский; Индийский антициклон (максимум) в Индийском океане. Как видим, все они расположены над океанами. Единственный мощный антициклон над сушей возникает зимой в Азии с центром над Монголией - Азиатский (Сибирский) антициклон.
Размеры циклонов и антициклонов сопоставимы: диаметр их может достигать 3-4 тыс . км, а высота - максимум 18-20 км , т.е. они представляют собой плоские вихри с сильно наклонной осью вращения. Перемещаются они обычно с запада на восток со скоростью 20-40 км/ч (кроме стационарных).
Атмосферные фронты
Воздушные массы, имея различные физические свойства (особенно температуру воздуха), разделяются между собой довольно узкими переходными зонами, которые сильно наклонены к земной поверхности (меньше 1 °).
Атмосферным фронтом называется раздел между воздушными массами, обладающими разными физическими свойствами. Пересечение фронта с земной поверхностью называется линией фронта.
На фронте все свойства воздушных масс - температура, направление и скорость ветра, влажность, облачность, осадки - резко меняются. Прохождение фронта через место наблюдения сопровождается более или менее резкими изменениями погоды. Различают фронты, связанные с циклонами, и климатические фронты. В циклонах фронты образуются при встрече теплого и холодного воздуха, при этом
|
|
Теплый фронт перемещается в сторону холодного воздуха и означает наступление теплого воздуха. Он медленно оттесняет холодный воздух. Как более легкий он натекает на клин холодного воздуха, полого поднимаясь вверх по поверхности раздела. При этом перед фронтом образуется обширная зона облаков, из которых выпадают обложные осадки. Полоса осадков перед теплым фронтом достигает 300, а в холодное время даже 400 км. За линией фронта осадки прекращаются. Постепенная смена холодного воздуха теплым приводит к понижению давления и усилению ветра. После прохождения фронта наблюдается резкое изменение погоды: повышается температура воздуха, ветер изменяет направление примерно на 90 ° и ослабевает, ухудшается видимость, образуются туманы, могут выпадать моросящие осадки.
Холодный фронт перемещается в сторону теплого воздуха. В этом случае холодный воздух - как более плотный и тяжелый - движется по земной поверхности в виде клина, движется быстрее, чем теплый и, как бы приподнимает впереди себя теплый воздух, энергично выталкивая его вверх. Над линией фронта и впереди его образуются большие кучево-дождевые облака, из которых выпадают ливневые дожди, возникают грозы, наблюдаются сильные ветры. После прохождения фронта осадки и облачность значительно уменьшаются, ветер изменяет направление примерно на 90 ° и несколько ослабевает, температура понижается, уменьшается влажность воздуха, увеличивается его прозрачность и видимость; давление растет.
Климатические фронты - фронты глобального масштаба, являющиеся разделами между главными (зональными) типами воздушных масс.
Таких фронтов пять: арктический, антарктический, два умеренных (полярных) и тропический. Арктический (антарктический) фронт отделяет арктический (антарктический) воздух от воздуха умеренных широт, два умеренных (полярных) фронта разделяют воздух умеренных широт и тропический воздух. Тропический фронт образуется там, где встречаются тропический и экваториальный воздух, отличающиеся по влажности, а не по температуре.
Все фронты вместе с границами поясов смещаются летом к полюсам, а зимой к экватору. Нередко они образуют отдельные ветви, распространяющиеся на большие расстояния от климатических зон. Тропический фронт всегда находится в том полушарии, где лето.