Vrste vazdušnih masa. Cikloni i anticikloni
Prije nekog vremena, prije pojave meteoroloških satelita, naučnici nisu mogli ni pomisliti da se svake godine u Zemljinoj atmosferi formira oko sto pedeset ciklona i šezdeset anticiklona. Ranije su mnogi cikloni bili nepoznati jer su se javljali na mjestima gdje nije bilo meteoroloških stanica koje bi mogle zabilježiti njihovu pojavu.
U troposferi, najnižem sloju Zemljine atmosfere, vrtlozi se stalno pojavljuju, razvijaju i nestaju. Neki od njih su toliko mali i neprimjetni da prolaze pored naše pažnje, drugi su toliko velikih razmjera i imaju toliko snažan utjecaj na Zemljinu klimu da se ne mogu zanemariti (prije svega to se odnosi na ciklone i anticiklone).
Cikloni su područja nizak pritisak u Zemljinoj atmosferi, u čijem je središtu pritisak mnogo niži nego na periferiji. Anticiklon je, naprotiv, područje visokog pritiska koje dostiže svoje najviše nivoe u centru. Dok se nad sjevernom hemisferom cikloni kreću u smjeru suprotnom od kazaljke na satu i, pokoravajući se Corioliovoj sili, pokušavaju se pomaknuti udesno. Dok se anticiklon kreće u smjeru kazaljke na satu u atmosferi i skreće ulijevo (na južnoj Zemljinoj hemisferi sve se dešava obrnuto).
Unatoč činjenici da su cikloni i anticikloni u svojoj suštini apsolutno suprotni vrtlozi, oni su međusobno snažno povezani: kada se pritisak smanji u jednom dijelu Zemlje, njegovo povećanje se nužno bilježi u drugom. Također, cikloni i anticikloni imaju zajednički mehanizam koji uzrokuje kretanje vazdušnih struja: neravnomjerno zagrijavanje različitih dijelova površine i rotaciju naše planete oko svoje ose.
Ciklone karakteriše oblačnost, kišno vrijeme sa jakim udarima vjetra koji nastaju zbog razlike u atmosferskom pritisku između središta ciklona i njegovih rubova. Anticiklon, naprotiv, leti karakteriše toplo, bez vetra, delimično oblačno vreme sa vrlo malo padavina, dok zimi izaziva vedro, ali veoma hladno vreme.
Zmijski prsten
Cikloni (grč. "zmijski prsten") su ogromni vrtlozi, čiji prečnik često može doseći nekoliko hiljada kilometara. Nastaju u umjerenim i polarnim geografskim širinama, kada se tople zračne mase s ekvatora sudaraju sa suhim, hladnim strujama koje se kreću prema njima sa Arktika (Antarktika) i formiraju među sobom granicu koja se naziva atmosferski front.
Hladan vazduh, pokušavajući da savlada tok toplog vazduha koji je ostao ispod, na nekom delu potiskuje deo svog sloja unazad - i dolazi u koliziju sa masama koje ga prate. Kao rezultat sudara, pritisak između njih raste i dio toplog zraka koji se vraća nazad, popuštajući pritisku, skreće se u stranu, započinjući elipsoidnu rotaciju.
Ovaj vrtlog počinje da hvata slojeve vazduha koji se nalaze uz njega, uvlači ih u rotaciju i počinje da se kreće brzinom od 30 do 50 km/h, dok se centar ciklona kreće manjom brzinom od njegove periferije. Kao rezultat toga, nakon nekog vremena promjer ciklona kreće se od 1 do 3 hiljade km, a visina - od 2 do 20 km.
Tamo gdje se kreće, vrijeme se naglo mijenja, jer središte ciklona ima nizak pritisak, u njemu nedostaje zraka, a hladne zračne mase počinju da pritječu kako bi to nadoknadile. Oni istiskuju topli vazduh prema gore, gde se hladi, a kapljice vode u njemu se kondenzuju i formiraju oblake iz kojih padaju padavine.
Životni vijek vrtloga obično je od nekoliko dana do sedmica, ali u nekim regijama može trajati oko godinu dana: obično su to područja nizak krvni pritisak(na primjer, islandski ili aleutski cikloni).
Vrijedi napomenuti da za ekvatorijalna zona Takvi vrtlozi nisu tipični, jer sila skretanja rotacije planete, neophodna za vrtložno kretanje zračnih masa, ovdje ne djeluje.
Najjužniji, tropski ciklon, ne formira se bliže ekvatoru od pet stepeni i karakteriše ga manji prečnik, ali veća brzina vetra, koji se često pretvara u uragan. Prema njihovom porijeklu, postoje vrste ciklona kao što su umjereni ciklon i tropski ciklon, koji stvara smrtonosne uragane.
Vrtlozi tropskih geografskih širina
1970-ih, tropski ciklon Bhola pogodio je Bangladeš. Iako su brzina i jačina vjetra bile male, te mu je dodijeljena tek treća (od pet) kategorija uragana, zbog ogromne količine padavina koje su pale na tlo, rijeka Gang se izlila iz korita i poplavila gotovo sva ostrva, zapljusnuvši udaljio sva naselja sa lica zemlje.
Posljedice su bile katastrofalne: tokom nesreće je stradalo od tri stotine do petsto hiljada ljudi.
Tropski ciklon je mnogo opasniji od vrtloga iz umjerenih geografskih širina: nastaje tamo gdje temperatura površine okeana nije niža od 26 °, a razlika između temperatura zraka prelazi dva stepena, zbog čega se isparavanje povećava, zrak povećava se vlažnost, što doprinosi vertikalnom porastu vazdušnih masa.
Tako se javlja vrlo jak propuh, koji hvata nove količine zraka koji su se zagrijali i dobili vlagu iznad površine okeana. Rotacija naše planete oko svoje ose daje uzdizanje vazduha vrtložno kretanje ciklona, koji počinje da se rotira ogromnom brzinom, često se pretvarajući u uragane zastrašujuće snage.
Tropski ciklon se formira samo na površini okeana između 5-20 stepeni sjeverne i južne geografske širine, a kada se nađe na kopnu, vrlo brzo nestaje. Njegove dimenzije su obično male: prečnik retko prelazi 250 km, ali je pritisak u centru ciklona izuzetno nizak (što je manji, to se vetar brže kreće, pa je kretanje ciklona obično od 10 do 30 m/s, a udari vjetra prelaze 100 m/s). Naravno, ne nosi svaki tropski ciklon smrt sa sobom.
Postoje četiri vrste ovog vrtloga:
- Poremećaj – kreće se brzinom koja ne prelazi 17 m/s;
- Depresija - kretanje ciklona je od 17 do 20 m/s;
- Oluja - središte ciklona kreće se brzinom do 38 m/s;
- Uragan - tropski ciklon kreće se brzinom većom od 39 m/s.
Središte ove vrste ciklona karakterizira fenomen koji se naziva "oko oluje" - područje mirnog vremena. Njegov promjer je obično oko 30 km, ali ako je tropski ciklon destruktivan, može doseći i do sedamdeset. Unutar oka oluje, vazdušne mase imaju više topla temperatura i manje vlage nego u ostatku vrtloga.
Ovdje često vlada zatišje; na granici padavine naglo prestaju, nebo se razvedri, vjetar oslabi, varajući tako ljude koji se, zaključivši da je opasnost prošla, opuste i zaborave na mjere opreza. Budući da se tropski ciklon uvijek kreće od okeana, on tjera ogromne valove ispred sebe, koji, kada udare u obalu, pometu sve s puta.
Naučnici sve više bilježe činjenicu da svake godine tropski ciklon postaje sve opasniji i da se njegova aktivnost stalno povećava (to je zbog globalnog zagrijavanja). Stoga se ovi cikloni nalaze ne samo u tropskim geografskim širinama, već i do Evrope stižu u netipično doba godine za njih: obično se formiraju u kasno ljeto/ranu jesen i nikada se ne javljaju u proljeće.
Tako je u decembru 1999. godine Francusku, Švicarsku, Njemačku i Veliku Britaniju pogodio uragan Lotar, toliko snažan da meteorolozi nisu mogli ni predvidjeti njegovu pojavu zbog činjenice da su senzori ili prešli skalu ili nisu radili. Ispostavilo se da je “Lotar” uzrok smrti više od sedamdeset ljudi (uglavnom su bili žrtve saobraćajnih nesreća i pada drveća), a samo u Njemačkoj je za nekoliko minuta uništeno oko 40 hiljada hektara šume.
Anticikloni
Anticiklon je vrtlog u čijem središtu se nalazi visok, a nizak pritisak na periferiji. Nastaje u nižim slojevima Zemljine atmosfere kada hladne vazdušne mase nadiru toplije. Anticiklon se javlja u suptropskim i subpolarnim geografskim širinama, a brzina kretanja mu je oko 30 km/h.
Anticiklon je suprotan ciklonu: zrak u njemu se ne diže, već se spušta. Karakteriše ga odsustvo vlage. Anticiklon karakteriše suho, vedro vrijeme bez vjetra, vruće ljeti i mrazno zimi. Karakteristične su i značajne temperaturne fluktuacije tokom dana (razlika je posebno jaka na kontinentima: na primjer, u Sibiru je oko 25 stepeni). To se objašnjava nedostatkom padavina, što obično čini temperaturnu razliku manje uočljivom.
Imena vrtloga
Sredinom prošlog stoljeća anticikloni i cikloni počeli su dobivati imena: to se pokazalo mnogo zgodnijim za razmjenu informacija o uraganima i kretanjima ciklona u atmosferi, jer je omogućilo da se izbjegne zabune i smanji broj greške. Iza svakog naziva ciklona i anticiklona krili su se podaci o vrtlogu, sve do njegovih koordinata u donjem sloju atmosfere.
Prije donošenja konačne odluke o nazivu ovog ili onog ciklona i anticiklona, razmotren je dovoljan broj prijedloga: predloženo je da budu označeni brojevima, slovima abecede, imenima ptica, životinja itd. biti toliko zgodan i efikasan da su nakon nekog vremena svi cikloni i anticikloni dobili imena (u početku su bili ženski, a kasnih sedamdesetih tropski vrtlozi su počeli da se nazivaju muškim imenima).
Od 2002. godine pojavio se servis koji nudi svima koji žele da imenuju ciklon ili anticiklon svojim imenom. Zadovoljstvo nije jeftino: standardna cijena za ciklon koji se zove po kupcu je 199 eura, a anticiklon košta 299 eura, jer se anticikloni rjeđe javljaju.
Vazdušne mase- to su velike mase zraka u troposferi i nižoj stratosferi, koje se formiraju na određenom području kopna ili okeana i imaju relativno ujednačena svojstva - temperaturu, vlažnost, prozirnost. Kreću se kao jedna jedinica iu istom pravcu u sistemu opšta cirkulacija atmosfera.
Zračne mase zauzimaju površinu od hiljada kvadratnih kilometara, njihova debljina (debljina) doseže do 20-25 km. Krećući se po površini različitih svojstava, oni se zagrijavaju ili hlade, vlaže ili postaju suši. Toplo ili hladno je vazdušna masa koja je toplija (hladnija) od okoline. Postoje četiri zonska tipa vazdušnih masa u zavisnosti od područja formiranja: ekvatorijalne, tropske, umerene, arktičke (antarktičke) vazdušne mase (slika 13). Razlikuju se prvenstveno po temperaturi i vlažnosti. Sve vrste zračnih masa, osim ekvatorijalnih, dijele se na morske i kontinentalne ovisno o prirodi površine na kojoj su se formirale.
Ekvatorijalna vazdušna masa formirana je u ekvatorijalnim geografskim širinama, pojasu niskog pritiska. Ima prilično visoke temperature i vlažnost blizu maksimuma, kako nad kopnom tako i nad morem. Kontinentalna tropska zračna masa formira se u središnjem dijelu kontinenata u tropskim geografskim širinama. Ima visoku temperaturu, nisku vlažnost i veliku prašinu. Morska tropska zračna masa formira se iznad okeana u tropskim geografskim širinama, gdje prevladavaju prilično visoke temperature zraka i visoka vlažnost.
Kontinentalna umjerena zračna masa se formira nad kontinentima u umjerenim geografskim širinama i dominira na sjevernoj hemisferi. Njegova svojstva se mijenjaju s godišnjim dobima. Ljeto je prilično toplota i vlažnosti, karakteristične su padavine. Zimi su niske i ekstremno niske temperature i niska vlažnost. Morska umjerena zračna masa formira se iznad okeana sa toplim strujama u umjerenim geografskim širinama. Ljeti je hladnije, zimi toplije i ima značajnu vlažnost.
Kontinentalna arktička (antarktička) vazdušna masa formirana je iznad leda Arktika i Antarktika i ima izuzetno niske temperature i niska vlažnost, visoka transparentnost. Morska arktička (antarktička) zračna masa formirana je nad morima i oceanima koji se periodično smrzavaju; temperatura joj je nešto viša, a vlažnost veća.
Vazdušne mase su u stalnom kretanju, a kada se sretnu, formiraju se prelazne zone, odnosno frontovi. Atmosferski front- granična zona između dvije vazdušne mase različitih svojstava. Širina atmosferskog fronta doseže desetine kilometara. Atmosferski frontovi mogu biti topli i hladni u zavisnosti od toga koji vazduh se kreće u područje, a šta se istiskuje (slika 14). Atmosferski frontovi se najčešće javljaju u umjerenim geografskim širinama, gdje se i javljaju hladan vazduh iz polarnih širina i toplih iz tropskih širina.
Prolazak fronta je praćen promjenama vremena. Topli front se kreće ka hladnom vazduhu. Povezuje se sa zagrijavanjem i nimbostratusnim oblacima koji donose kiše. Hladni front se udaljava topli vazduh. Donosi obilne kratkotrajne padavine, često sa olujnim vjetrovima i grmljavinom, te niskim temperaturama.
Cikloni i anticikloni
U atmosferi, kada se sretnu dvije zračne mase, nastaju veliki atmosferski vrtlozi - cikloni i anticikloni. Predstavljaju ravne zračne vrtloge koji pokrivaju hiljade kvadratnih kilometara na nadmorskoj visini od samo 15-20 km.
Ciklon- atmosferski vrtlog ogromnog (od stotina do nekoliko hiljada kilometara) prečnika sa smanjenim vazdušnim pritiskom u centru, sa sistemom vetrova od periferije ka centru u smeru suprotnom od kazaljke na satu na severnoj hemisferi. U središtu ciklona uočavaju se uzlazne struje zraka (slika 15). Kao rezultat rastućih strujanja zraka u središtu ciklona nastaju snažni oblaci i padavine.
Ljeti, tokom prolaska ciklona, temperatura zraka opada, a zimi raste i počinje odmrzavanje. Približavanje ciklona uzrokuje oblačno vrijeme i promjenu smjera vjetra.
Tropski cikloni se javljaju na tropskim geografskim širinama od 5 do 25° na obje hemisfere. Za razliku od ciklona umjerenih geografskih širina, oni zauzimaju manje područje. Tropski cikloni nastaju nad toplom morskom površinom u kasno ljeto - ranu jesen i praćeni su snažnim grmljavinom, obilnim padavinama i olujnim vjetrovima, te imaju ogromnu razornu moć.
IN pacifik tropski cikloni nazivaju se tajfuni, na Atlantiku - uragani, na obali Australije - volj-volji. Tropski cikloni nose veliki broj energije od tropskih širina prema umjerenim širinama, što ih čini važnom komponentom globalnih procesa atmosferska cirkulacija. Zbog njihove nepredvidivosti dati su tropski cikloni ženska imena(na primjer, „Catherine”, „Juliet” itd.).
Anticiklon- atmosferski vrtlog ogromnog prečnika (od stotina do nekoliko hiljada kilometara) sa površinom visok krvni pritisak at zemljine površine, sa sistemom vjetrova od centra prema periferiji u smjeru kazaljke na satu na sjevernoj hemisferi. U anticiklonu se zapažaju silazne vazdušne struje.
I zimi i ljeti, anticiklonu karakterizira nebo bez oblaka i miran vjetar. Tokom prolaska anticiklona, vrijeme je sunčano, ljeti toplo, a zimi veoma hladno. Anticikloni se formiraju iznad ledenih pokrivača Antarktika, iznad Grenlanda, Arktika i iznad okeana u tropskim geografskim širinama.
Svojstva zračnih masa određena su područjima njihovog formiranja. Kada se presele sa mesta svog formiranja na druga, postepeno menjaju svoja svojstva (temperaturu i vlažnost). Zahvaljujući ciklonima i anticiklonima, toplina i vlaga se razmjenjuju između geografskih širina. Smjena ciklona i anticiklona u umjerenim geografskim širinama dovodi do naglih promjena vremena.
Ciklon(iz grčkog kyklon - kovitlanje, vrtenje) je atmosferski vrtlog velikog (od stotina do nekoliko hiljada km) prečnika sa smanjenim pritiskom vazduha u centru.
Ciklon nije samo suprotnost anticiklonu; oni imaju drugačiji mehanizam izgleda. Cikloni cijelo vrijeme i prirodno nastaju usled rotacije Zemlje, zahvaljujući Coriolisvoj sili. Posljedica Brouwerovog aksioma o fiksnoj tački je prisustvo u atmosferi najmanje 1 ciklona ili anticiklona.
Vazduh u ciklonu kruži suprotno od kazaljke na satu na severnoj hemisferi i u smeru kazaljke na satu na južnoj hemisferi. Osim toga, u slojevima zraka na visini od zemljine površine do nekoliko stotina metara, vjetar ima komponentu usmjerenu prema centru ciklona, duž baričkog gradijenta (u smjeru pada pritiska). Veličina termina se minijaturiše s visinom.
Postoje dvije glavne vrste ciklona - ekstratropski I tropski(imaju posebne kvalitete i pojavljuju se još rjeđe).
Ekstratropski cikloni formiraju se u umjerenim ili polarnim geografskim širinama i imaju prečnik od hiljadu kilometara u prvom razvoju, a do nekoliko hiljada u slučaju tzv. centralnog ciklona. Među ekstratropskim ciklonima izdvajaju se južni cikloni koji se formiraju na južnoj granici umjerenih geografskih širina (mediteranska, balkanska, crnomorska, južnokaspijska itd.) i kreću se prema sjeveru i sjeveroistoku. Južni cikloni imaju ogromne rezerve energije; posebno sa južnim ciklonima srednja traka Rusiju i ZND povezuju sa obilnijim padavinama, vjetrovima, grmljavinom, olujama i drugim vremenskim pojavama.
Tropski cikloni formiraju se u tropskim geografskim širinama i imaju najmanje dimenzije (stotine, povremeno više od hiljadu km), ali imaju ogromne gradijente pritiska i brzine vjetra, dostižući brzine oluje. Takve ciklone karakterizira i takozvano „oko oluje“ – centralno područje širine 20-30 km s relativno jasnim i mirnim vremenom. Tropski cikloni mogu se transformirati u ekstratropske u procesu vlastitog razvoja. Ispod 8-10° sjeverne i južne geografske širine cikloni se javljaju vrlo rijetko, a u neposrednoj blizini ekvatora uopće se ne pojavljuju.
Mala Atmosferski pritisak u ciklonu pada na središte ciklona; raste prema periferiji, tj. horizontalni barički gradijenti su orijentisani od vanjske strane ciklona prema unutra. U dobro razvijenom ciklonu, pritisak u centru na nivou mora može pasti na 950-960 mbar (1 bar = 105 N/m2), au nekim slučajevima i na 930-920 mbar (sa prosečnim pritiskom na nivou mora od oko 1012 mbar).
Zatvorene izobare (trake jednakog pritiska) nepravilnog, ali općenito zaobljenog oblika ograničavaju područje niskog tlaka (barička depresija) promjera od nekoliko stotina km do 2-3 tisuće km. U ovoj oblasti vazduh je u vrtložnom kretanju. U slobodnoj atmosferi, iznad graničnog sloja atmosfere (oko 1000 m), kreće se približno duž izobara, odstupajući od gradijenta tlaka pod uglom blizu prave linije, desno na sjevernoj hemisferi i lijevo u južna hemisfera (zbog utjecaja Coriolisove sile otklona i centrifugalne sile, koja nastaje pri kretanju duž zakrivljenih putanja).
U graničnom sloju vjetar, zbog sile trenja, manje ili više značajno (u zavisnosti od visine) odstupa od izobara prema gradijentu pritiska. Na površini zemlje vjetar stvara ugao od oko 60° sa gradijentom pritiska, tj. Rotacijsko kretanje zraka je praćeno smjerom zraka u ciklon. Trenutne pruge imaju oblik spirala koje konvergiraju prema centru ciklona. Brzine vjetra u ciklonu su jače nego u susjednim područjima atmosfere; s vremena na vrijeme dostižu i više od 20 m/s (oluja) pa čak i više od 30 m/s (uragan).
Zbog uzlaznih komponenti kretanja zraka, posebno u blizini atmosferskih frontova, u ciklonu preovladava oblačno vrijeme. Najveći dio padavina u ekstratropskim geografskim širinama pada posebno u ciklonu. Zbog vrtložnog kretanja vazduha, vazdušne mase različitih temperatura sa različitih geografskih širina Zemlje uvlače se u područje ciklona. To je povezano s temperaturnom asimetrijom ciklona: u njegovim različitim sektorima temperature zraka su različite. Ovo se posebno odnosi na mobilne ciklone koji se javljaju na glavnim frontovima troposfere (Arktik, Antarktik, polarni). Međutim, slabi („mutni“) cikloni se uočavaju nad toplim područjima zemljine površine (pustinje, unutrašnja mora) - takozvane termalne depresije - su nepomične, sa prilično ujednačenom distribucijom temperature.
Sa visinom, izobare ciklona postepeno gube svoj zatvoreni oblik. To se dešava na različite načine, u zavisnosti od faze razvoja ciklona i od disperzije temperature u njemu. U početnoj fazi razvoja pokretni (prednji) ciklon pokriva samo donji dio troposfere. U fazi većeg razvoja, ciklon se može proširiti na cijelu visinu troposfere, pa čak i u donju stratosferu. Termalne depresije su uvijek ograničene na donju troposferu.
Mobilni cikloni uglavnom se kreću kroz atmosferu od zapada prema istoku. U svakom pojedinačnom slučaju, smjer kretanja je određen smjerom opšteg zračnog transporta u gornjoj troposferi. Pokreti unatrag su rijetki. Prosječna brzina kretanja ciklona je oko 30-45 km/h, međutim, postoje cikloni koji se kreću brže (do 100 km/h), posebno u početnim fazama razvoja; u završnoj fazi, cikloni možda neće dugo mijenjati položaj.
Kretanje ciklona kroz bilo koje područje uzrokuje oštre i značajne lokalne promjene ne samo atmosferskog tlaka i vjetra, već i temperature i vlažnosti, oblačnosti i padavina.
Pokretni cikloni obično se razvijaju na ranije nastalim glavnim frontovima troposfere, kao talasni poremećaji kada se zrak prenosi na obje strane fronta. Neuravnoteženi prednji valovi rastu i transformiraju se u ciklonske vrtloge. Krećući se duž fronta (obično izduženog u geografskoj širini), ciklon ga zauzvrat deformiše, stvarajući meridijalne komponente vjetra i na taj način olakšavajući prijenos toplog zraka u frontalnom (istočnom) dijelu ciklona na najvišim geografskim širinama i hladan vazduh u zadnjem (zapadnom) delu ciklona - do niskih geografskih širina. U južnom dijelu ciklona stvara se takozvani topli sektor u nižim slojevima, ograničen toplim i hladnim frontovima (faza mladog ciklona). Zatim, kada se hladni i topli front zatvore (okluzija ciklona), topli zrak se hladnim zrakom potiskuje sa zemljine površine u najviše slojeve, topli sektor se eliminira i uspostavlja se ujednačenija temperaturna disperzija u ciklonu (okludirano faza ciklona). Zaliha energije koja se može transformirati u kinetičku energiju u ciklonu nestaje; ciklon nestaje ili se spaja sa drugim ciklonom.
Na glavnom frontu obično se razvija niz (porodica) ciklona, koji se sastoji od nekoliko ciklona koji se kreću jedan za drugim. Na kraju razvoja serije, pojedinačni cikloni koji još nisu izumrli, ujedinjujući se, formiraju širok, nepomičan, najdublji i najviši centralni ciklon, koji se čitavom svojom debljinom sastoji od hladnog zraka. Ravnomjerno nestaje. Istovremeno, sa formiranjem ciklona, između njih se pojavljuju srednji anticikloni sa visokim pritiskom u centru. Cijeli proces evolucije pojedinačnog ciklona traje određeni broj dana; serija ciklona i centralni ciklon mogu trajati jednu do dvije sedmice. U svakoj hemisferi, u svakom trenutku, moguće je pronaći nekoliko velikih frontova i povezanih serija ciklona; ukupan broj ciklona godišnje je stotine na svakoj hemisferi.
Postoje određene geografske širine i područja u kojima se formiranje glavnih frontova i vodećih poremećaja dešava relativno konstantno. Kao rezultat toga, postoje određeni geografski obrasci u učestalosti pojavljivanja i kretanja ciklona i anticiklona i njihovih serija, tj. u takozvanoj ciklonskoj aktivnosti. Ali utjecaj kopna i mora, topografije, orografije i drugih geografskih razloga na formiranje i kretanje ciklona i anticiklona i njihova interakcija čine cjelokupnu sliku ciklonske aktivnosti vrlo složenom i brzo promjenjivom. Ciklonska aktivnost dovodi do međulatitunske razmjene zraka, kretanja, topline, vode, što je čini važan faktor u opštoj cirkulaciji atmosfere.
Cikloni se pojavljuju ne samo u Zemljinoj atmosferi, već iu atmosferi drugih planeta. Na primjer, takozvana ogromna crvenkasta mrlja, koja je očigledno dugovječna anticiklona, uočena je u atmosferi Jupitera dugi niz godina.
Primarni izvori:
Dodatno na sajtu:
Vazdušna masa koja se kreće preko toplije donje površine naziva se hladno; kretanje preko hladnije donje površine - toplo; biti u toplotnoj ravnoteži sa okruženje - lokalni.
Vazdušna masa koja se formira na Arktiku naziva se arktički vazduh, koji je po svojoj debljini snažno ohlađen, ima nisku apsolutnu i visoku relativnu vlažnost, donoseći sa sobom maglu i izmaglicu. U umjerenim geografskim širinama se formira polarnog vazduha. Zimi su mase takvog vazduha po svojim svojstvima bliske arktičkom vazduhu; Ljeti je polarni zrak vrlo prašnjav i smanjena je vidljivost. Formiranje u suptropima i tropima tropski vazduh vrlo vruće, prašnjave, karakterizirana visokom apsolutnom vlažnošću, često uzrokujući fenomen opalescencije (crvenkasto sunce i udaljeni objekti u plavoj izmaglici). Continental tropski vazduh je nestabilan tokom dana (konvekcija, prašnjavi đavoli i oluje, tornada). Vidljivost je smanjena.
Ekvatorijalni zrak općenito ima ista svojstva kao i tropski zrak, ali su neka od njih izražena u još većoj mjeri.
Fronts. Tačka kontakta između dvije zračne mase sa različitim fizička svojstva, naziva se interfejs (prednji). Linija presjeka takve površine s donjom površinom (morskom ili kopnom) naziva se linija fronta. Fronte se dijele na pokretne i stacionarne.
Glavni arktički front odvaja arktički od polarnog vazduha; glavni polarni front - polarni zrak iz tropskih; glavni tropski front - tropski vazduh sa ekvatorijala.
Topli front nastaje kada topla vazdušna masa puzi na hladnu. Pritisak ispred takvog fronta opada. Cirusni oblaci u obliku "kandži" takođe su predznak toplog fronta. Prefrontalne magle se uočavaju ispred toplog fronta. Prelazeći zonu toplog fronta, brod se nalazi u širokom pojasu jaka kiša ili snijeg sa smanjenom vidljivošću.
Hladni front nastaje kada se hladne vazdušne mase zaglavljuju ispod toplih. On napreduje sa "zidom" od kišnih oblaka. Pritisak ispred prednjeg dela značajno opada. Kada naiđe na hladnu frontu, brod se nađe u zoni pljuskova, grmljavine, oluja i jakog mora. Međutim, ako klin hladnog zraka polako "siječe" tople mase, onda se iza linije tako hladnog fronta brod nalazi u zoni obilnih padavina.
Prednja okluzija nastaje kada su u interakciji dvije vazdušne mase - topla i hladna. Ako masa za pretjecanje ima temperaturu nižu od one ispred, tada se front naziva hladnim frontom okluzije; ako masa za pretjecanje ima temperaturu veću od one ispred - prednji dio tople okluzije. Prilikom prolaska fronta okluzije, plovilo se može naći u uslovima smanjene vidljivosti, padavina, jak vjetar praćeno uzbuđenjem.
Cikloni. Ciklon nastaje kao područje niskog tlaka na granici dviju zračnih masa različitih temperatura. Obično je to talasni poremećaj na prednjoj površini. Sa dužinom većom od 1000 km, talas postaje nestabilan i kaže se da se ciklon „produbljuje“: između hladnog i toplog fronta formira se jezičasti sektor toplog vazduha. Daljim razvojem, hladni front, koji se kreće brže od toplog, sustiže ga; Zatvaranje toplog i hladnog fronta eliminira topli sektor, formirajući front okluzije.
Prečnik ciklona kreće se od nekoliko stotina do 5000 km; prosječna brzina putovanja je 30-60 km/h. Pažljivo posmatranje oblačnosti, vetra, promena atmosferskog pritiska i temperature vazduha omogućavaju nam da izvučemo važne zaključke za navigaciju:
Ako se izolirani mali kumulusni oblaci kreću u istom smjeru kao i vjetar ispod, posmatrač je na začelju ciklona i može se očekivati poboljšanje vremena;
Ako se smjer kretanja oblaka ne poklapa sa smjerom vjetra ispod, posmatrač se nalazi u prednjem dijelu ciklona i za jedan ili dva dana treba očekivati produžene padavine i promjene temperature (smanjenje ljeti i povećanje zimi);
Ako vjetar raste i njegov smjer se mijenja sa suncem, promatrač sjeverne hemisfere (južne hemisfere) nalazi se u desnoj (lijevoj) polovini ciklona; ako se smjer rastućeg vjetra promijeni prema suncu, treba izvući suprotan zaključak;
Ako se smjer vjetra ne promijeni, posmatrač se nalazi na putanji centra ciklona i treba očekivati privremeno zatišje, a zatim pojačan vjetar suprotnog smjera.
Tropski cikloni. Za razliku od ciklona koji nastaju u umjerenim geografskim širinama, ciklonski poremećaji koji se javljaju između tropskih područja nazivaju se tropskim ciklonima. U Zapadnoj Indiji ih zovu uragani; istočno od Azije - tajfuni; u Indijskom okeanu - cikloni; u južnom dijelu Indijskog okeana - lasos. Tropski cikloni su obično kraći od 100 do 300 milja u prečniku s promjerom jezgra od 20 do 30 milja. Gradijent pritiska u tropskom ciklonu ponekad prelazi 40 mb, a brzina vjetra doseže 100 km/h, a ovi pokazatelji, za razliku od ciklona umjerenih geografskih širina, opstaju u gotovo cijelom području uragana (tajfun itd.).
Rice. 114.
Jedan od znakova da se tajfun bliži je pojava talasa koji dolazi iz drugog smjera iz kojeg vjetar duva ili je duvao ranije. Otekline izazvane vjetrom mogu se otkriti već na 400 do 600 milja od središta tajfuna. Po smjeru talasanja može se suditi o položaju centra tajfuna, a po promjeni ovog smjera može se suditi o smjeru njegovog kretanja.
Kako se centar tajfuna približava, atmosferski pritisak naglo opada, cirusi se zamenjuju gomilom oblaka pljuska; Dolazi zatišje prije oluje sa zagušljivom vrućinom. Tada temperatura zraka brzo opada i počinje kiša koja se pretvara u tropski pljusak.
Pojednostavljeni dijagram tropskog ciklona za sjevernu hemisferu prikazan je na Sl. 114. Kao što se može vidjeti sa slike, vjetrovi u području tajfuna odstupaju od smjera njegovog centra udesno u prosjeku za 60°. Prema tome, za posmatrača okrenut leđima vjetru, centar tajfuna će biti naprijed, otprilike 60° lijevo od smjera vjetra. Kako se tajfun približava centru, ugao odstupanja vjetra od radijusa se povećava i dostiže 90° u neposrednoj blizini centra. U središtu tajfuna, slab vjetar, pa čak i mirni uvjeti primjećuju se u olujnom moru. Nakon što prođe centar tajfuna („oko oluje“), vjetar se vrlo brzo pojačava do uraganske snage. Vjetar jačine 12 traje 30-35 milja od centra ili više. Zatim postepeno slabi. Dakle, na udaljenosti od 50-75 milja od centra tajfuna, snaga vjetra je 10; na udaljenosti od 100-150 milja - 8-9 bodova. I samo na udaljenosti od 200-250 milja sila vjetra se smanjuje na 6-7 bodova. Koristeći model tropskog ciklona (vidi sliku 114), nije teško utvrditi položaj broda u odnosu na putanju kretanja središta tropskog ciklona: ako se smjer vjetra promijeni u smjeru kazaljke na satu, tada desna polovina ciklona prolazi kroz brod; ako se smjer vjetra promijeni u smjeru suprotnom od kazaljke na satu - lijeva polovina; ako se smjer vjetra ne promijeni - centar ciklona. dakle,
Rice. 115.
Da biste odabrali pravi kurs pri susretu s tropskim ciklonom, morate se voditi sljedećim pravilima:
1) kada plovite na sjevernoj hemisferi (Sl. 115, a): kada prođete desnu polovicu tropskog ciklona, morate leći na desni bok (donijeti vjetar u desnu jagodicu) i zadržati ovaj kurs do barometar počinje da raste;
Prilikom prolaska lijevom polovinom tropskog ciklona, potrebno je leći na desni bok (donijeti vjetar na krmu s desne strane) i zadržati ovaj kurs do izlaska iz zone tropskog ciklona; nalazeći se na putanji centra tropskog ciklona, oni također polažu na desni bok (Sl. 115, a) i drže se kako je ranije naznačeno;
2) prilikom kupanja južna hemisfera(Sl. 115, b):
Kada prođete lijevom polovinom tropskog ciklona, lezite usko izvučeno na luku, održavajući kurs dok barometar ne počne da raste;
Kada prolazite desnom polovinom tropskog ciklona, lezite na leđni nosač i držite se kao što je ranije navedeno; kada se nađete na putu uragana, također dovedite vjetar u stražnji oslonac lučke trake i tako upravljajte dok ne napustite zonu uragana.
Anticikloni- područja visokog atmosferskog pritiska su, poput ciklona, stacionarna i pokretna.
Anticiklon koji prodire sa sjevera donosi niže temperature, vedro vrijeme i dobru vidljivost u hladnoj sezoni; u toploj sezoni ima grmljavina, anticiklona koja dolazi sa juga donosi produženo oblačno vrijeme u hladnoj sezoni; po toplom vremenu - kiše sa grmljavinom, a noću - rosa i prizemna magla. Jasan znak anticiklonskog vremena je oštra dnevna varijacija temperature zraka, vlažnosti i drugih meteoroloških elemenata.
Naprijed
Sadržaj
Nazad
U predmetu geografije 8. razreda izučava se niz tema o različitim procesima u atmosferi. Treba ih proučavati i razumjeti, jer otkrivaju razloge i metode nastanka i promjene vremena, njegovo predviđanje, što je od praktične vrijednosti za svakog čovjeka.
Šta su cikloni i anticikloni
Jedan od najzanimljivijih mehanizama su svojevrsne "zračne pumpe" - atmosferski vrtlozi ogromne veličine, čija je glavna uloga stvaranje vremena na velikim površinama zemljine površine.
Njihova visina je do 20 km, a njihov promjer može doseći 4-5 hiljada km.
Rice. 1. Džinovski atmosferski vrtlog.
U ovom slučaju, ciklon je zračni vrtlog koji sakuplja i izbacuje zrak prema gore iz vlastitog centra. Anticiklon, naprotiv, uvlači vazduh iz gornjih slojeva atmosfere i distribuira ga blizu površine.
To se dešava zato što je ciklon područje niskog pritiska, vazduh juri tamo gde je pritisak najniži, odnosno u centar ciklona. Tu nastaju rastuće vazdušne struje.
TOP 1 članakkoji čitaju uz ovo
Anticiklon je atmosferski vrtlog koji karakteriše visokog pritiska. Naprotiv, "ubrzava" vazdušne mase iz svog centra, uvlačeći ih iz viših slojeva atmosfere. U njegovom središtu se formiraju silazni tokovi koji se spiralno kreću od centra i raspoređuju se po površini zemlje.
Atmosferski vrtlozi se često formiraju u područjima atmosferski frontovi, glavni razlog njihovog nastanka je rotacija Zemlje.
Rice. 2. Šema strukture ciklona i anticiklona.
Slične pojave se primjećuju u atmosferi drugih planeta. Vanzemaljski dugovječni ciklon je Mala tamna mrlja u atmosferi Neptuna, a anticiklon je Velika crvena mrlja na Jupiteru.
Poređenje karakteristika atmosferskih vrtloga
Cikloni i anticikloni imaju razlike i sličnosti. Njihove sličnosti su:
- struktura vrtloga;
- važnu ulogu u formiranju vremena u velikim regijama.
Na pojavu anticiklona utječe formiranje ciklona u blizini - višak zraka koji emituje vrtlog niskog pritiska akumulira se i izaziva razvoj područja visokog pritiska, anticiklona.
Razlike između atmosferskih vrtloga prikazane su u tabeli komparativnih karakteristika:
|
Ciklon |
Anticiklon |
|
|
Mjesto formiranja |
Češće iznad okeana, može se formirati svuda osim u ekvatorijalnom području, gdje Coriolisova sila povezana s rotacijom Zemlje ne djeluje |
U tropima, iznad okeana i preko ledenih polja |
|
Veličina (prečnik) |
||
|
Pokret |
Konstantno, brzina 30-60 km/h, tajfuni tropske oluje su mnogo brži |
Neaktivan ili ima brzinu od 20-40 km/h |
|
Pritisak |
U centru je nizak, na periferiji je visok |
Visoko u centru, nisko na periferiji |
|
Smjer rotacije |
Na sjevernoj hemisferi rotiraju u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, a na južnoj hemisferi u smjeru suprotnom od kazaljke na satu. |
Na sjevernoj hemisferi rotacija je u smjeru kazaljke na satu, a na južnoj hemisferi obrnuto. |
|
Donosi vremenske prilike |
Vjetar, oblaci, padavine |
Vedro ili umjereno oblačno, mirno, bez padavina |
Na sinoptičkim kartama slova se koriste za označavanje ciklona i anticiklona: H - označava područje niskog tlaka, B - područje visokog tlaka.
Rice. 3. Sinoptička karta.
Vrste ciklona i anticiklona
Postoji nekoliko vrsta ciklona, nazvanih po mjestu nastanka:
- Arctic;
- umjerene geografske širine;
- južni ekstratropski;
- tropski.
Većina ciklona koji prolaze kroz teritoriju Rusije formiraju se preko Atlantika, kreću se od zapada prema istoku i klasificiraju se kao arktički ili umjereni. To su atmosferski vrtlozi velike površine.
Tropski cikloni su najopasniji - odlikuju ih relativno male veličine od samo stotine kilometara, nenormalno nizak pritisak u centru, a samim tim i vrlo velike brzine vjetra, dostižući olujne brzine. Upravo ovi cikloni uzrokuju najveća razaranja u obalnim zemljama Azije i sjeverna amerika. Pojavljuju se samo iznad mora i brzo blijedi kada se presele na kopno.
Anticikloni i cikloni imaju prosječan vijek trajanja od 3-10 dana dok se atmosferski tlak ne izjednači. Međutim, postoje i trajni koji postoje godinama, na primjer: islandski i aleutski cikloni, indijski i sibirski anticikloni.
Šta smo naučili?
Formiranje atmosferskih vrtloga zavisi od distribucije vazdušnog pritiska u atmosferi i Coriolisovih sila koje nastaju tokom rotacije Zemlje. Unatoč nekim sličnostima, razlikuju se jedni od drugih na mnogo načina: rotiraju u različitim smjerovima, pružaju različito vrijeme i nastaju u različitim uvjetima.
Testirajte na temu
Evaluacija izvještaja
Prosječna ocjena: 4.1. Ukupno primljenih ocjena: 270.
