Vrste zračnih masa. Cikloni i anticikloni
Prije nekog vremena, prije pojave meteoroloških satelita, znanstvenici nisu mogli ni pomisliti da se godišnje u zemljinoj atmosferi formira oko sto pedeset ciklona i šezdeset anticiklona. Prije su mnoge ciklone bile nepoznate jer su se javljale na mjestima gdje nije bilo meteoroloških postaja koje bi mogle zabilježiti njihovu pojavu.
U troposferi, najnižem sloju Zemljine atmosfere, stalno se pojavljuju, razvijaju i nestaju vrtlozi. Neki od njih su toliko mali i neprimjetni da prolaze mimo naše pozornosti, drugi su toliko velikih razmjera i imaju tako snažan utjecaj na klimu na Zemlji da ih se ne može zanemariti (prvenstveno se to odnosi na ciklone i anticiklone).
Cikloni su područja niski pritisak u Zemljinoj atmosferi, u čijem je središtu tlak znatno niži nego na periferiji. Anticiklona je, naprotiv, područje visokog tlaka koje doseže najviše razine u središtu. Dok se nad sjevernom hemisferom cikloni kreću u smjeru suprotnom od kazaljke na satu i, pokoravajući se Coriolisovoj sili, pokušavaju se pomaknuti udesno. Dok se anticiklona u atmosferi kreće u smjeru kazaljke na satu i skreće ulijevo (na južnoj Zemljinoj polutki sve se događa obrnuto).
Unatoč činjenici da su cikloni i anticikloni u svojoj suštini apsolutno suprotni vrtlozi, oni su snažno međusobno povezani: kada se pritisak smanjuje u jednom dijelu Zemlje, njegovo povećanje nužno se bilježi u drugom. Također, ciklone i anticiklone imaju zajednički mehanizam koji uzrokuje kretanje zračnih struja: nejednoliko zagrijavanje različitih dijelova površine i rotaciju našeg planeta oko svoje osi.
Ciklone karakterizira oblačno, kišovito vrijeme s jakim udarima vjetra koji proizlaze iz razlike u atmosferskom tlaku između središta ciklone i njezinih rubova. Anticiklonu, naprotiv, ljeti karakterizira vruće, bez vjetra, djelomično oblačno vrijeme s vrlo malo oborina, dok zimi, zahvaljujući njoj, nastupa vedro, ali vrlo hladno vrijeme.
Zmijski prsten
Cikloni (gr. “zmijski prsten”) su ogromni vrtlozi, čiji promjer često može doseći nekoliko tisuća kilometara. Nastaju u umjerenim i polarnim geografskim širinama, kada se tople zračne mase s ekvatora sudaraju sa suhim, hladnim strujanjima koja se prema njima kreću s Arktika (Antarktike) i tvore među sobom granicu koja se naziva atmosferska fronta.
Hladan zrak, pokušavajući nadvladati strujanje toplog zraka koje ostaje ispod, na nekom području gura dio svog sloja natrag - i dolazi u koliziju s masama koje ga prate. Kao rezultat sudara, tlak između njih se povećava i dio toplog zraka koji se vraća natrag, popuštajući tlaku, otklanja se u stranu, započinjući elipsoidnu rotaciju.
Ovaj vrtlog počinje zahvaćati okolne slojeve zraka, povlači ih u rotaciju i počinje se kretati brzinom od 30 do 50 km/h, dok se središte ciklona kreće manjom brzinom od njegove periferije. Kao rezultat toga, nakon nekog vremena promjer ciklona kreće se od 1 do 3 tisuće km, a visina - od 2 do 20 km.
Tamo gdje se kreće, vrijeme se naglo mijenja, jer središte ciklone ima nizak tlak, unutar njega nedostaje zraka, a hladne zračne mase počinju pritjecati kako bi to nadoknadile. Istiskuju topli zrak prema gore, gdje se on hladi, a kapljice vode u njemu se kondenziraju i stvaraju oblake iz kojih padaju oborine.
Životni vijek vrtloga je obično od nekoliko dana do tjedana, ali u nekim regijama može trajati oko godinu dana: obično su to područja niski krvni tlak(na primjer, islandski ili aleutski cikloni).
Vrijedno je napomenuti da za ekvatorijalna zona Takvi vrtlozi nisu tipični, budući da ovdje ne djeluje otklonska sila rotacije planeta, neophodna za vrtložno kretanje zračnih masa.
Najjužniji, tropski ciklon, ne formira se bliže ekvatoru od pet stupnjeva i karakterizira ga manji promjer, ali veća brzina vjetra, često transformirajući se u uragan. Prema podrijetlu, postoje takve vrste ciklona kao što su umjereni ciklon i tropski ciklon, koji generira smrtonosne uragane.
Vrtlozi tropskih širina
Sedamdesetih godina prošlog stoljeća tropski ciklon Bhola pogodio je Bangladeš. Iako je brzina i snaga vjetra bila mala te mu je dodijeljena tek treća (od pet) kategorija uragana, zbog ogromne količine oborina koje su pale na tlo, rijeka Ganges izlila se iz korita i poplavila gotovo sve otoke, ispirajući udaljiti sva naselja s lica zemlje.
Posljedice su bile katastrofalne: tijekom divlje katastrofe umrlo je od tristo do petsto tisuća ljudi.
Tropski ciklon puno je opasniji od vrtloga iz umjerenih geografskih širina: nastaje tamo gdje temperatura površine oceana nije niža od 26°, a razlika između temperatura zraka prelazi dva stupnja, zbog čega se povećava isparavanje, vlažnost zraka povećava, što pridonosi vertikalnom dizanju zračnih masa.
Tako se pojavljuje vrlo jak propuh koji zahvaća nove količine zraka koji su se zagrijali i dobili vlagu iznad površine oceana. Rotacija našeg planeta oko svoje osi daje dizanju zraka vrtložno kretanje ciklona, koji se počinje okretati ogromnom brzinom, često se pretvarajući u uragane zastrašujuće snage.
Tropski ciklon se formira samo nad površinom oceana između 5-20 stupnjeva sjeverne i južne geografske širine, a jednom kada stigne na kopno, vrlo brzo nestaje. Njegove su dimenzije obično male: promjer rijetko prelazi 250 km, ali je tlak u središtu ciklone izuzetno nizak (što je niži, to se vjetar brže kreće, pa je kretanje ciklona obično od 10 do 30 m/s, a udari vjetra veći od 100 m/s) . Naravno, svaki tropski ciklon ne nosi sa sobom smrt.
Postoje četiri vrste ovog vrtloga:
- Smetnja – kreće se brzinom ne većom od 17 m/s;
- Depresija - kretanje ciklone je od 17 do 20 m/s;
- Oluja - centar ciklone kreće se brzinom do 38 m/s;
- Uragan - tropski ciklon kreće se brzinom većom od 39 m/s.
Središte ove vrste ciklona karakterizira fenomen nazvan "oko oluje" - područje mirnog vremena. Promjer mu je obično oko 30 km, ali ako je tropski ciklon razoran, može doseći i sedamdeset. Unutar oka oluje zračne mase imaju više topla temperatura a manja vlažnost nego u ostalom dijelu vrtloga.
Ovdje često vlada zatišje, na granici padavine naglo prestaju, nebo se razvedri, vjetar oslabi, što zavara ljude koji se, odlučivši da je opasnost prošla, opuste i zaborave na mjere opreza. Budući da tropski ciklon uvijek kreće iz oceana, on pred sobom tjera goleme valove koji, kad udare u obalu, pometu sve s puta.
Znanstvenici sve više bilježe činjenicu da svake godine tropski ciklon postaje sve opasniji, a njegova aktivnost stalno raste (to je zbog globalnog zatopljenja). Stoga se ti cikloni nalaze ne samo u tropskim geografskim širinama, već i dolaze u Europu u netipično doba godine za njih: obično se formiraju u kasno ljeto/ranu jesen i nikada se ne pojavljuju u proljeće.
Tako je u prosincu 1999. Francusku, Švicarsku, Njemačku i Veliku Britaniju pogodio uragan Lothar, toliko snažan da meteorolozi nisu mogli ni predvidjeti njegovu pojavu jer su senzori ili bili van skale ili nisu radili. Ispostavilo se da je “lotar” bio uzrok smrti više od sedamdeset ljudi (uglavnom su bili žrtve prometnih nesreća i pada drveća), a samo u Njemačkoj je u nekoliko minuta uništeno oko 40 tisuća hektara šume.
Anticiklone
Anticiklona je vrtlog u čijem je središtu visoki tlak, a na periferiji nizak tlak. Nastaje u nižim slojevima Zemljine atmosfere kada hladne zračne mase prodiru u toplije. Anticiklona se javlja u suptropskim i subpolarnim širinama, a brzina kretanja joj je oko 30 km/h.
Anticiklona je suprotna od ciklone: zrak u njoj se ne diže, već se spušta. Karakterizira ga odsutnost vlage. Anticiklonu karakterizira suho, vedro vrijeme bez vjetra, vruće ljeti i mraz zimi. Karakteristične su i značajne temperaturne fluktuacije tijekom dana (razlika je posebno jaka na kontinentima: na primjer, u Sibiru je oko 25 stupnjeva). To se objašnjava nedostatkom oborina, što obično čini temperaturnu razliku manje primjetnom.
Nazivi vrtloga
Sredinom prošlog stoljeća anticiklone i ciklone počele su dobivati imena: to se pokazalo mnogo prikladnijim pri razmjeni informacija o uraganima i kretanju ciklona u atmosferi, jer je omogućilo izbjegavanje zabune i smanjenje broja pogreške. Iza svakog naziva ciklone i anticiklone krili su se podaci o vrtlogu, sve do njegovih koordinata u donjem sloju atmosfere.
Prije donošenja konačne odluke o nazivu ove ili one ciklone i anticiklone, razmatran je dovoljan broj prijedloga: predloženo je da se označavaju brojevima, slovima abecede, imenima ptica, životinja itd. Pokazalo se da biti toliko zgodan i učinkovit da su nakon nekog vremena sve ciklone i anticiklone dobile imena (isprva su bile ženske, au kasnim sedamdesetim godinama tropske vrtloge su se počele nazivati muškim imenima).
Od 2002. godine pojavila se usluga koja svakome tko želi može nazvati ciklonu ili anticiklonu svojim imenom. Zadovoljstvo nije jeftino: standardna cijena ciklone koja nosi ime kupca je 199 eura, a anticiklona 299 eura, budući da se anticiklone rjeđe pojavljuju.
Zračne mase- to su velike mase zraka u troposferi i donjoj stratosferi, koje se formiraju na određenom području kopna ili oceana i imaju relativno ujednačena svojstva - temperaturu, vlažnost, prozirnost. Kreću se kao jedna cjelina iu istom smjeru u sustavu opća cirkulacija atmosfera.
Zračne mase zauzimaju područje od tisuća četvornih kilometara, njihova debljina (debljina) doseže do 20-25 km. Krećući se po površini različitih svojstava, zagrijavaju se ili hlade, vlaže ili suše. Topla ili hladna je zračna masa koja je toplija (hladnija) od svoje okoline. Postoje četiri zonalna tipa zračnih masa ovisno o područjima nastanka: ekvatorijalne, tropske, umjerene, arktičke (antarktičke) zračne mase (sl. 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 nastale.
Ekvatorska zračna masa nastaje u ekvatorijalnim širinama, pojasu niskog tlaka. Ima dosta visoke temperature i vlažnost blizu maksimuma, kako nad kopnom tako i nad morem. Kontinentalna tropska zračna masa nastaje u središnjem dijelu kontinenata u tropskim širinama. Ima visoku temperaturu, nisku vlažnost i jaku prašinu. Morska tropska zračna masa nastaje iznad oceana u tropskim geografskim širinama, gdje prevladavaju prilično visoke temperature zraka i postoji visoka vlažnost.
Kontinentalna umjerena zračna masa formira se nad kontinentima umjerenih geografskih širina i dominira sjevernom hemisferom. Svojstva mu se mijenjaju s godišnjim dobima. Ljeto je sasvim toplina i vlažnosti, oborine su tipične. Zimi su niske i ekstremno niske temperature i niska vlažnost zraka. Morska umjerena zračna masa nastaje iznad oceana s toplim strujanjima u umjerenim geografskim širinama. Ljeti je hladnije, zimi toplije i ima značajnu vlažnost.
Kontinentalna arktička (antarktička) zračna masa formirana je preko leda Arktika i Antarktika i ima izrazito niske temperature i niska vlažnost, visoka prozirnost. Morska arktička (antarktička) zračna masa nastaje iznad povremeno zaleđenih mora i oceana, njezina je temperatura nešto viša i vlažnost zraka.
Zračne mase su u stalnom kretanju, a pri susretu nastaju prijelazne zone, odnosno fronte. Atmosferska fronta- granični pojas između dviju zračnih masa različitih svojstava. Širina atmosferske fronte doseže desetke kilometara. Atmosferske fronte mogu biti tople i hladne, ovisno o tome kakav zrak ulazi u područje i što se istiskuje (slika 14). Najčešće se atmosferske fronte javljaju u umjerenim geografskim širinama, gdje se i pojavljuju hladan zrak iz polarnih širina i topli iz tropskih širina.
Prolazak fronte prati promjena vremena. Topla fronta kreće se prema hladnom zraku. Povezan je sa zagrijavanjem i nimbostratusnim oblacima koji donose kišu. Hladna fronta se udaljava topli zrak. Donosi obilne kratkotrajne padaline, često s olujnim vjetrovima i grmljavinom, te niske temperature.
Cikloni i anticikloni
U atmosferi pri susretu dviju zračnih masa nastaju veliki atmosferski vrtlozi – ciklone i anticiklone. Oni predstavljaju ravne vrtloge zraka koji prekrivaju tisuće četvornih kilometara na visini od samo 15-20 km.
Ciklon- atmosferski vrtlog ogromnog (od stotina do nekoliko tisuća kilometara) promjera sa smanjenim tlakom zraka u središtu, sa sustavom vjetrova od periferije do središta u smjeru suprotnom od kazaljke na satu na sjevernoj hemisferi. U središtu ciklone opažaju se uzlazna strujanja zraka (slika 15). Uslijed uzlaznih zračnih struja u središtu ciklona nastaju snažni oblaci i dolazi do padalina.
Ljeti, tijekom prolaska ciklona, temperatura zraka opada, a zimi raste i počinje otapanje. Približavanje ciklone uvjetuje oblačno vrijeme i promjenu smjera vjetra.
Tropski cikloni javljaju se na tropskim geografskim širinama od 5 do 25° na obje hemisfere. Za razliku od ciklona umjerenih geografskih širina, oni zauzimaju manji prostor. Tropski cikloni nastaju nad toplom morskom površinom u kasno ljeto - ranu jesen i praćeni su snažnim grmljavinskim nevremenom, obilnim oborinama i olujnim vjetrovima, te imaju ogromnu razornu moć.
U tihi ocean tropski cikloni nazivaju se tajfuni, u Atlantiku - uragani, uz obalu Australije - willy-willy. Tropski cikloni nose veliki broj energije iz tropskih geografskih širina prema umjerenim geografskim širinama, što ih čini važnom komponentom globalni procesi atmosferska cirkulacija. Zbog svoje nepredvidivosti, tropski cikloni su dati ženska imena(na primjer, "Catherine", "Juliet" itd.).
Anticiklona- atmosferski vrtlog ogromnog promjera (od stotina do nekoliko tisuća kilometara) s područjem visoki krvni tlak na Zemljina površina, sa sustavom vjetrova od centra prema periferiji u smjeru kazaljke na satu na sjevernoj hemisferi. U anticikloni se opažaju silazna strujanja zraka.
Anticiklona je i zimi i ljeti karakterizirana nebom bez oblaka i tihim vjetrom. Tijekom prolaska anticiklona vrijeme je sunčano, ljeti vruće, a zimi vrlo hladno. Anticiklone se formiraju nad ledenim pločama Antarktika, nad Grenlandom, Arktikom i nad oceanima u tropskim geografskim širinama.
Svojstva zračnih masa određena su područjima njihova nastanka. Kada se kreću od mjesta svog formiranja do drugih, postupno mijenjaju svoja svojstva (temperaturu i vlažnost). Zahvaljujući ciklonima i anticiklonima dolazi do izmjene topline i vlage između geografskih širina. Smjena ciklona i anticiklona u umjerenim geografskim širinama dovodi do naglih promjena vremena.
Ciklon(od grčkog kyklon - kovitlanje, vrtenje) je atmosferski vrtlog velikog (od stotina do nekoliko tisuća km) promjera sa smanjenim tlakom zraka u središtu.
Ciklona nije samo suprotnost anticikloni, one imaju drugačiji mehanizam pojavljivanja. Cikloni cijelo vrijeme i prirodno nastaju zbog rotacije Zemlje, zahvaljujući Coriolisovoj sili. Posljedica Brouwerovog aksioma o fiksnoj točki je prisutnost u atmosferi najmanje 1 ciklone ili anticiklone.
Zrak u cikloni kruži u smjeru suprotnom od kazaljke na satu na sjevernoj hemisferi i u smjeru 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 središtu ciklone, duž baričkog gradijenta (u smjeru pada tlaka). Veličina termina minijaturizira se s visinom.
Postoje dvije glavne vrste ciklona - izvantropski I tropski(imaju posebne kvalitete i još se rjeđe pojavljuju).
Izvantropski cikloni nastaju u umjerenim ili polarnim širinama i imaju promjer od tisuću kilometara u prvom razvoju, a do nekoliko tisuća u slučaju tzv. središnjeg ciklona. Među izvantropskim ciklonima razlikuju se južni cikloni koji nastaju na južnoj granici umjerenih geografskih širina (Mediteran, Balkan, Crno more, Južni Kaspijski itd.) i kreću se prema sjeveru i sjeveroistoku. Južni cikloni imaju goleme rezerve energije; posebno s južnim ciklonima u srednja traka Rusija i ZND povezani su s obilnijim oborinama, vjetrovima, olujama, nevremenima i drugim vremenskim pojavama.
Tropski cikloni nastaju u tropskim geografskim širinama i imaju najmanje dimenzije (stotinke, povremeno više od tisuću km), ali imaju ogromne gradijente tlaka i brzine vjetra, dostižući olujne brzine. Takve ciklone karakterizira i takozvano "oko oluje" - središnje područje promjera 20-30 km s relativno vedrim i mirnim vremenom. Tropski cikloni mogu se transformirati u izvantropske u procesu vlastitog razvoja. Ispod 8-10° sjeverne i južne geografske širine ciklone se pojavljuju vrlo rijetko, a u neposrednoj blizini ekvatora uopće se ne pojavljuju.
Mali Atmosferski tlak u ciklonu pada na središte ciklona; raste prema periferiji, tj. horizontalni barički gradijenti usmjereni su s vanjske strane ciklona prema unutra. U dobro razvijenoj cikloni tlak u centru na razini mora može pasti na 950-960 mbar (1 bar = 105 N/m2), au nekim slučajevima i na 930-920 mbar (s prosječnim tlakom na razini mora od oko 1012 mbar).
Zatvorene izobare (trake jednakog tlaka) nepravilnog, ali općenito zaobljenog oblika ograničavaju područje niskog tlaka (barična depresija) promjera od nekoliko stotina km do 2-3 tisuće km. U ovom području zrak je u vrtložnom gibanju. U slobodnoj atmosferi, iznad graničnog sloja atmosfere (oko 1000 m), kreće se približno duž izobara, odstupajući od gradijenta tlaka pod kutom bliskim ravnoj liniji, na sjevernoj hemisferi udesno, a na južnoj ulijevo. Hemisfera (zbog utjecaja Coriolisove otklonske sile i centrifugalne sile, koja nastaje pri kretanju duž zakrivljenih putanja).
U graničnom sloju vjetar, zbog sile trenja, više ili manje značajno (ovisno o visini) odstupa od izobara prema gradijentu tlaka. Na zemljinoj površini vjetar s gradijentom tlaka zaklapa kut od oko 60°, tj. Rotacijsko kretanje zraka prati i usmjeravanje zraka u ciklon. Strujne pruge imaju oblik spirala koje se skupljaju prema središtu ciklona. Brzine vjetra u cikloni su jače nego u susjednim područjima atmosfere; s vremena na vrijeme dosežu i više od 20 m/s (oluja), pa čak i više od 30 m/s (orkan).
Zbog uzlazne komponente kretanja zraka, osobito u blizini atmosferskih fronti, u cikloni prevladava oblačno vrijeme. Glavnina padalina u ekstratropskim geografskim širinama pada upravo u ciklonu. Zbog vrtložnog kretanja zraka, u područje ciklona uvlače se zračne mase različitih temperatura s različitih geografskih širina Zemlje. To je povezano s temperaturnom asimetrijom ciklona: u različitim sektorima temperature zraka su različite. To se posebno odnosi na pokretne ciklone koji se javljaju na glavnim frontama troposfere (Arktik, Antarktik, polarni). Međutim, slabi ("mutni") cikloni se uočavaju iznad toplih područja zemljine površine (pustinje, unutrašnja mora) - takozvane toplinske depresije - su nepomične, s prilično ravnomjernom raspodjelom temperature.
S visinom izobare ciklona postupno gube svoj zatvoreni oblik. To se događa na različite načine, ovisno o stupnju razvoja ciklona io disperziji temperature u njemu. U početnoj fazi razvoja pokretna (prednja) ciklona zahvaća samo donji dio troposfere. U stupnju većeg razvoja ciklona se može proširiti na cijelu visinu troposfere, pa čak i proširiti se u donju stratosferu. Toplinske depresije uvijek su ograničene na nižu troposferu.
Pokretni cikloni općenito se kreću kroz atmosferu od zapada prema istoku. U svakom pojedinom slučaju smjer kretanja određen je smjerom općeg zračnog transporta u višoj troposferi. Obrnuti pokreti su rijetki. Prosječna brzina kretanja ciklona je oko 30-45 km/h, međutim postoje ciklone koje se kreću brže (do 100 km/h), odvojeno u početnim fazama razvoja; u završnoj fazi ciklone ne mogu promijeniti položaj dugo vremena.
Kretanje ciklone kroz bilo koje područje uzrokuje oštre i značajne lokalne promjene ne samo atmosferskog tlaka i vjetra, već i temperature i vlažnosti, naoblake i padalina.
Pokretni cikloni obično se razvijaju na prethodno nastalim glavnim frontama troposfere, kao poremećaji valova kada se zrak prenosi s obje strane fronte. Neuravnoteženi prednji valovi rastu i pretvaraju se u ciklonske vrtloge. Krećući se frontom (obično izduženom po širini), ciklona je pak deformira, stvarajući meridionalne komponente vjetra i time olakšavajući prijenos toplog zraka u frontalnom (istočnom) dijelu ciklone u najvišim geografskim širinama a hladan zrak u stražnjem (zapadnom) dijelu ciklone – do niskih geografskih širina. U južnom dijelu ciklone stvara se u nižim slojevima tzv. topli sektor ograničen toplim i hladnim frontama (stadij mlade ciklone). Dalje, kada se hladna i topla fronta zatvore (okluzija ciklone), topli zrak biva potisnut hladnim zrakom sa zemljine površine u najviše slojeve, topli sektor se eliminira, a u cikloni se uspostavlja ravnomjernija disperzija temperature (okluzija ciklonski stupanj). Zaliha energije koja se može pretvoriti u kinetičku energiju u ciklonu ponestaje; ciklona nestaje ili se spaja s drugom ciklonom.
Na glavnoj fronti obično se razvija serija (familija) ciklona koja se sastoji od nekoliko ciklona koje se kreću jedna za drugom. Na kraju razvoja niza, pojedine ciklone koje još nisu izumrle, sjedinjujući se, tvore široku, nepokretnu, najdublju i najvišu središnju ciklonu, koja se cijelom svojom debljinom sastoji od hladnog zraka. Ravnomjerno nestaje. Istodobno, nastankom ciklone, između njih se pojavljuju srednje anticiklone s visokim tlakom u središtu. Cijeli proces evolucije pojedine ciklone traje određeni broj dana; serija ciklona i središnja ciklona mogu trajati jedan do dva tjedna. Na svakoj hemisferi, u bilo kojem trenutku, moguće je pronaći nekoliko glavnih fronti i povezanih nizova ciklona; ukupan broj ciklona godišnje je mnogo stotina na svakoj hemisferi.
Postoje određene geografske širine i područja u kojima se formiranje glavnih fronti i vodećih poremećaja odvija relativno stalno. Zbog toga postoje određene geografske zakonitosti u učestalosti pojavljivanja i kretanja ciklona i anticiklona i njihovih nizova, tj. u takozvanoj ciklonskoj aktivnosti. Ali utjecaj kopna i mora, topografija, orografija i drugi geografski razlozi na nastanak i kretanje ciklona i anticiklona te njihova interakcija čine ukupnu sliku ciklonalne aktivnosti vrlo složenom i brzo promjenjivom. Ciklonska aktivnost dovodi do interlatitudinalne izmjene zraka, kretanja, topline, vode, što ga čini važan faktor u općoj cirkulaciji atmosfere.
Cikloni se ne pojavljuju samo u Zemljinoj atmosferi, već iu atmosferama drugih planeta. Na primjer, takozvana ogromna crvenkasta pjega, koja je očito dugovječna anticiklona, opažena je u atmosferi Jupitera već mnogo godina.
Primarni izvori:
Dodatno na stranici:
Zračna masa koja se kreće iznad toplije podloge naziva se hladnoća; kretanje preko hladnije podloge - toplo; biti u toplinskoj ravnoteži s okoliš - lokalni.
Zračna masa koja nastaje na Arktiku naziva se arktički zrak, koja je snažno ohlađena cijelom svojom debljinom, ima nisku apsolutnu i visoku relativnu vlažnost, što sa sobom nosi magle i izmaglicu. U umjerenim geografskim širinama nastaje polarni zrak. Zimi su mase takvog zraka po svojim svojstvima bliske arktičkom zraku; Ljeti je polarni zrak vrlo prašnjav i smanjene vidljivosti. Nastaje u suptropima i tropima tropski zrak vrlo vruće, prašnjavo, karakterizirano visokom apsolutnom vlagom, često uzrokujući pojavu opalescencije (crvenkasto sunce i udaljeni predmeti u plavoj izmaglici). kontinentalni tropski zrak je danju nestabilan (konvekcija, prašnjavi vragovi i oluje, tornada). Vidljivost je smanjena.
Ekvatorijalni zrak ima općenito ista svojstva kao i tropski zrak, ali su neka od njih izražena u još većoj mjeri.
Fronte. Dodirna točka dviju zračnih masa s različitim fizička svojstva, naziva se sučelje (sprijeda). Crta presjeka takve površine s podlogom (morem ili kopnom) naziva se linija fronta. Fronte se dijele na mobilne i stacionarne.
Glavna arktička fronta odvaja arktički zrak od polarnog zraka; glavna polarna fronta - polarni zrak iz tropskog; glavna tropska fronta – tropski zrak s ekvator.
Topla fronta nastaje kada se topla zračna masa navuče na hladnu. Tlak ispred takve fronte pada. Perasti oblaci u obliku "kandži" također su vjesnik tople fronte. Ispred tople fronte opažaju se prefrontalne magle. Prelaskom tople prednje zone, brod se nalazi u širokom pojasu pljusak ili snijeg uz smanjenu vidljivost.
Hladna fronta nastaje kada se hladne zračne mase ukline ispod toplih. On napreduje sa "zidom" kišnih oblaka. Tlak ispred fronte značajno opada. Pri susretu s hladnom frontom brod se nađe u zoni pljuskova, grmljavine, oluja i jakog mora. Međutim, ako klin hladnog zraka polako "siječe" tople mase, onda se iza linije takve hladne fronte brod nađe u zoni jakih oborina.
Prednja strana okluzije nastaje kada dvije zračne mase međusobno djeluju – topla i hladna. Ako masa koja pretječe ima nižu temperaturu od one ispred, tada se fronta naziva hladnom okluzijskom frontom; ako masa koja pretječe ima višu temperaturu od one ispred – front tople okluzije. Prilikom prolaska frontova okluzije plovilo se može naći u uvjetima smanjene vidljivosti, oborina, jak vjetar popraćeno uzbuđenjem.
Cikloni. Ciklon nastaje kao područje niskog tlaka na granici dviju zračnih masa različitih temperatura. Obično je to valoviti poremećaj na frontalnoj površini. S duljinom većom od 1000 km, val postaje nestabilan i kaže se da se ciklon "produbljuje": između hladne i tople fronte formira se jezičasti sektor toplog zraka. Daljnjim razvojem hladna fronta, krećući se brže od tople, sustiže je; zatvaranje toplih i hladnih fronti eliminira topli sektor, formirajući frontu okluzije.
Promjer ciklona kreće se od nekoliko stotina do 5000 km; prosječna brzina putovanja je 30-60 km/h. Pažljiva promatranja naoblake, vjetra, promjena atmosferskog tlaka i temperature zraka omogućuju nam izvlačenje važnih zaključaka za navigaciju:
Ako se izolirani mali kumulusi kreću u istom smjeru kao i vjetar ispod, promatrač je na začelju ciklone i može se očekivati poboljšanje vremena;
Ako se smjer kretanja oblaka ne poklapa sa smjerom vjetra ispod, promatrač se nalazi u prednjem dijelu ciklone i za jedan ili dva dana treba očekivati dugotrajne oborine i promjene temperature (ljeti sniženje, a porast zimi);
Ako vjetar pojačava i njegov smjer se mijenja sa suncem, promatrač sjeverne hemisfere (južne hemisfere) nalazi se u desnoj (lijevoj) polovici ciklone; ako se smjer sve jačeg vjetra mijenja protiv sunca, treba izvući suprotan zaključak;
Ako se smjer vjetra ne mijenja, promatrač se nalazi na putu središta ciklone i treba očekivati privremeno zatišje, a zatim pojačan vjetar iz suprotnog smjera.
Tropski cikloni. Za razliku od ciklona koji nastaju u umjerenim geografskim širinama, ciklonalni poremećaji koji se javljaju između tropskih područja nazivaju se tropskim ciklonima. U Zapadnoj Indiji ih zovu uragani; istok Azije - tajfuni; u Indijskom oceanu - cikloni; u južnom dijelu Indijskog oceana – laso. Tropski cikloni obično su manji od 100 do 300 milja u promjeru s promjerom jezgre od 20 do 30 milja. Gradijent tlaka u tropskom ciklonu ponekad prelazi 40 mb, a brzina vjetra doseže 100 km / h, a ti pokazatelji, za razliku od ciklona umjerenih geografskih širina, traju u gotovo cijelom području uragana (tajfun, itd.).
Riža. 114.
Jedan od znakova da se približava tajfun je pojava valovitosti koja dolazi iz drugog smjera iz kojeg vjetar puše ili je puhao prije. Valovi uzrokovani vjetrom mogu se otkriti već 400 do 600 milja od središta tajfuna. Po smjeru valovitosti može se suditi o položaju središta tajfuna, a po promjeni ovog smjera može se prosuditi smjer njegova kretanja.
Kako se središte tajfuna približava, atmosferski tlak naglo pada, cirusne oblake zamjenjuje hrpa pljuskova; Dolazi predolujno zatišje sa zagušljivom vrućinom. Zatim temperatura zraka brzo pada i počinje kiša koja se pretvara u tropski pljusak.
Pojednostavljeni dijagram tropskog ciklona za sjevernu hemisferu prikazan je na sl. 114. Kao što se sa slike vidi, vjetrovi u području tajfuna su od smjera njegovog središta udesno otklonjeni u prosjeku za 60°. Stoga će za promatrača okrenutog leđima vjetru središte tajfuna biti naprijed, otprilike 60° lijevo od smjera vjetra. Kako se tajfun približava središtu, kut odstupanja vjetra od radijusa se povećava i doseže 90° u neposrednoj blizini središta. U središtu tajfuna zamjećuju se slabi vjetrovi, pa čak i mirni uvjeti na olujnom moru. Nakon što prođe središte tajfuna ("oko oluje"), vjetar vrlo brzo jača do orkanske jačine. Vjetar snage 12 traje 30-35 milja od središta ili više. Zatim postupno slabi. Dakle, na udaljenosti od 50-75 milja od središta tajfuna, snaga vjetra je 10; na udaljenosti od 100-150 milja - 8-9 bodova. I samo na udaljenosti od 200-250 milja snaga vjetra smanjuje se 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 mijenja u smjeru kazaljke na satu, tada desna polovica ciklona prolazi kroz brod; ako se smjer vjetra mijenja u smjeru suprotnom od kazaljke na satu - lijeva polovica; ako se smjer vjetra ne mijenja – centar ciklone. Tako,
Riža. 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 prolazite desnu polovicu tropskog ciklona, trebate leći na desnu ploču (donijeti vjetar na desnu jagodicu) i održavati ovaj kurs sve dok barometar počinje rasti;
Pri prolasku lijeve polovice tropskog ciklona potrebno je leći na desni udav (vjetar dovesti u krmu s desne strane) i zadržati taj kurs do napuštanja zone tropskog ciklona; nalazeći se na putu središta tropskog ciklona, također legnu na desnu ploču (Sl. 115, a) i drže se kako je ranije navedeno;
2) prilikom plivanja Južna polutka(Sl. 115, b):
Kada prolazite lijevu polovicu tropskog ciklona, lezite blizu na lijevu usku, održavajući kurs dok barometar ne počne rasti;
Kada prolazite desnu polovicu tropskog ciklona, legnite na lijevu uzdanicu i držite se kako je ranije navedeno; kada je na putu uragana, također dovedite vjetar u stražnji stag lijevog uzda i tako upravljajte dok ne napustite zonu uragana.
Anticiklone- područja visokog atmosferskog tlaka su, poput ciklona, stacionarna i pokretna.
Anticiklona koja prodire sa sjevera donosi niže temperature, vedro vrijeme i dobru vidljivost tijekom hladnog razdoblja; u toploj sezoni postoje grmljavinske oluje; anticiklona koja dolazi s juga donosi dugotrajno oblačno vrijeme u hladnoj sezoni; u toplom vremenu - kiša s grmljavinom, a noću - rosa i magla na tlu. Jasan znak anticiklonalnog vremena je oštra dnevna varijacija temperature zraka, vlažnosti i drugih meteoroloških elemenata.
Naprijed
Sadržaj
leđa
U predmetu geografije 8. razreda obrađuje se niz tema o različitim procesima u atmosferi. Treba ih proučavati i razumjeti, jer otkrivaju razloge i načine nastanka i promjene vremena, njegovo predviđanje, što je od praktične vrijednosti za svakog čovjeka.
Što su ciklone i anticiklone
Jedan od najzanimljivijih mehanizama su svojevrsne "zračne pumpe" - atmosferski vrtlozi ogromne veličine, čija je glavna uloga formiranje vremena na velikim područjima zemljine površine.
Njihova visina je do 20 km, a promjer može doseći 4-5 tisuća km.
Riža. 1. Ogromni atmosferski vrtlog.
U ovom slučaju, ciklon je zračni vrtlog koji skuplja i izbacuje zrak prema gore iz vlastitog središta. Anticiklona, naprotiv, uvlači zrak iz gornjih slojeva atmosfere i distribuira ga blizu površine.
To se događa jer je ciklon područje niskog tlaka, zrak juri tamo gdje je tlak najniži, odnosno u središte ciklona. Tamo nastaju uzlazne zračne struje.
TOP 1 članakkoji čitaju uz ovo
Anticiklona je atmosferski vrtlog koji karakterizira visokotlačni. Naprotiv, on “ubrzava” zračne mase iz svog središta, uvlačeći ih iz viših slojeva atmosfere. U njegovom središtu nastaju silazni tokovi koji spiralno izlaze iz središta i raspoređuju se po zemljinoj površini.
U područjima se često stvaraju atmosferski vrtlozi atmosferske fronte, glavni razlog njihovog nastanka je rotacija Zemlje.
Riža. 2. Shema građe ciklona i anticiklona.
Slične pojave opažene su u atmosferi drugih planeta. Izvanzemaljska dugotrajna ciklona je Mala tamna pjega u atmosferi Neptuna, a anticiklona je Velika crvena pjega na Jupiteru.
Usporedba značajki atmosferskih vrtloga
Ciklone i anticiklone imaju razlike i sličnosti. Njihove sličnosti su:
- vrtložna struktura;
- važnu ulogu u formiranju vremena u velikim regijama.
Na pojavu anticiklone utječe formiranje ciklona u blizini - višak zraka izbačen vrtlogom niskog tlaka nakuplja se i izaziva razvoj područja visokog tlaka, anticiklone.
Razlike između atmosferskih vrtloga prikazane su u tablici usporednih karakteristika:
|
Ciklon |
Anticiklona |
|
|
Mjesto formiranja |
Češće iznad oceana, može se formirati posvuda osim u ekvatorijalnom području, gdje Coriolisova sila povezana s rotacijom Zemlje ne djeluje |
U tropima, iznad oceana i iznad ledenih polja |
|
Veličina (promjer) |
||
|
Pokret |
Konstantna, brzina 30-60 km/h, tajfuni tropske oluje puno su brži |
Neaktivan ili ima brzinu od 20-40 km/h |
|
Pritisak |
U središtu je nizak, na periferiji je visok |
Visoko u centru, nisko na periferiji |
|
Smjer vrtnje |
Na sjevernoj hemisferi se okreću suprotno od kazaljke na satu, a na južnoj hemisferi suprotno od kazaljke na satu. |
Na sjevernoj hemisferi rotacija je u smjeru kazaljke na satu, a obrnuto na južnoj hemisferi. |
|
Donosi vrijeme |
Vjetar, oblaci, oborine |
Vedro ili promjenjivo oblačno, mirno, bez oborina |
Na sinoptičkim kartama slova se koriste za označavanje ciklona i anticiklona: H - označava područje niskog tlaka, B - područje visokog tlaka.
Riža. 3. Sinoptička karta.
Vrste ciklona i anticiklona
Postoji nekoliko vrsta ciklona, nazvanih prema mjestu nastanka:
- Arktik;
- umjerene geografske širine;
- južni izvantropski;
- tropski.
Većina ciklona koje prolaze područjem Rusije formiraju se iznad Atlantika, kreću se od zapada prema istoku i klasificiraju se kao arktički ili umjereni. To su atmosferski vrtlozi velike površine.
Tropski cikloni su najopasniji - karakteriziraju ih relativno male veličine od samo nekoliko stotina kilometara, abnormalno nizak tlak u središtu, a samim time i vrlo velike brzine vjetra, koji dosežu olujne brzine. Upravo ti cikloni uzrokuju najveća razaranja u obalnim zemljama Azije i Sjeverna Amerika. Pojavljuju se samo nad morem i brzo blijede kada pređu na kopno.
Anticiklone i ciklone imaju prosječni životni vijek od 3-10 dana dok se atmosferski tlak ne izjednači. No postoje i trajni koji postoje godinama, primjerice: islandska i aleutska ciklona, indijska i sibirska anticiklona.
Što smo naučili?
Nastanak atmosferskih vrtloga ovisi o rasporedu tlaka zraka u atmosferi i Coriolisovim silama koje nastaju tijekom rotacije Zemlje. Unatoč nekim sličnostima, međusobno se razlikuju na mnogo načina: rotiraju u različitim smjerovima, pružaju različito vrijeme i nastaju u različitim uvjetima.
Test na temu
Ocjena izvješća
Prosječna ocjena: 4.1. Ukupno primljenih ocjena: 270.
