Anticiklon. Območje visokega tlaka v ozračju
Pred časom, pred pojavom meteoroloških satelitov, znanstveniki niso mogli niti pomisliti, da se v Zemljini atmosferi vsako leto oblikuje približno sto petdeset ciklonov in šestdeset anticiklonov. Prej je bilo veliko ciklonov neznanih, ker so se pojavili tam, kjer ni bilo meteoroloških postaj, ki bi lahko zabeležile njihov pojav.
V troposferi, najnižji plasti Zemljine atmosfere, se vrtinci nenehno pojavljajo, razvijajo in izginjajo. Nekateri med njimi so tako majhni in neopazni, da gredo mimo naše pozornosti, drugi so tako veliki in tako močno vplivajo na zemeljsko podnebje, da jih ni mogoče prezreti (predvsem to velja za ciklone in anticiklone).
Cikloni so območja nizek pritisk v zemeljski atmosferi, v središču katere je tlak precej nižji kot na obrobju. Anticiklon je, nasprotno, območje visok pritisk, ki doseže najvišje ravni v središču. Medtem ko se nad severno poloblo cikloni premikajo v nasprotni smeri urinega kazalca in se pod vplivom Coriolisove sile poskušajo premakniti v desno. Medtem ko se anticiklon v atmosferi premika v smeri urinega kazalca in se odmika v levo (na južni polobli Zemlje se vse dogaja obratno).
Kljub dejstvu, da so cikloni in anticikloni v svojem bistvu absolutno nasprotni vrtinci, so med seboj močno povezani: ko se tlak zmanjša v enem delu Zemlje, se njegovo povečanje nujno zabeleži v drugem. Tudi cikloni in anticikloni imajo skupen mehanizem, ki povzroča gibanje zračnih tokov: neenakomerno segrevanje različnih delov površja in vrtenje našega planeta okoli svoje osi.
Za ciklone je značilna oblačnost, deževno vreme z močnimi sunki vetra, ki izhajajo iz razlike v atmosferskem tlaku med središčem ciklona in njegovimi robovi. Za anticiklon je, nasprotno, poleti značilno vroče, brezvetrno, delno oblačno vreme z zelo malo padavinami, pozimi pa zaradi njega nastopi jasno, a zelo hladno vreme.
Kačji prstan
Cikloni (gr. »kačji obroč«) so ogromni vrtinci, katerih premer pogosto lahko doseže več tisoč kilometrov. Nastanejo v zmernih in polarnih zemljepisnih širinah, ko tople zračne mase z ekvatorja trčijo ob suhe, hladne tokove, ki se proti njim gibljejo z Arktike (Antarktike) in med seboj tvorijo mejo, ki ji pravimo atmosferska fronta.
Hladen zrak, ki poskuša premagati tok toplega zraka, ki ostaja spodaj, na nekem območju potisne del svoje plasti nazaj - in pride v trk z masami, ki mu sledijo. Zaradi trka se tlak med njima poveča in del toplega zraka, ki se obrne nazaj, se pod tlakom odkloni vstran in začne elipsoidno vrtenje.
Ta vrtinec začne zajemati plasti zraka, ki mejijo nanj, jih potegne v vrtenje in se začne premikati s hitrostjo od 30 do 50 km/h, medtem ko se središče ciklona premika z nižjo hitrostjo kot njegov obrobje. Posledično se čez nekaj časa premer ciklona giblje od 1 do 3 tisoč km, višina pa od 2 do 20 km.
Kjer se premakne, se vreme močno spremeni, saj ima središče ciklona nizek tlak, v njem primanjkuje zraka in začnejo pritekati hladne zračne mase, ki ga nadomestijo. Topel zrak izpodrivajo navzgor, kjer se ohladi, vodne kapljice v njem pa se zgostijo in tvorijo oblake, iz katerih padajo padavine.
Življenjska doba vrtinca je običajno od nekaj dni do tednov, v nekaterih regijah pa lahko traja približno eno leto: običajno so to območja nizek krvni tlak(na primer islandski ali aleutski cikloni).
Omeniti velja, da za ekvatorialno območje takšni vrtinci niso tipični, saj tu ne deluje odklonska sila vrtenja planeta, ki je potrebna za vrtinčasto gibanje zračne mase.
Najjužnejši, tropski ciklon, se ne oblikuje bližje ekvatorju kot pet stopinj in je značilen z manjšim premerom, a večjo hitrostjo vetra, ki se pogosto spremeni v orkan. Glede na njihov izvor obstajajo vrste ciklonov, kot sta zmerni ciklon in tropski ciklon, ki ustvarja smrtonosne orkane.
Vrtinci tropskih zemljepisnih širin
V sedemdesetih letih prejšnjega stoletja je Bangladeš prizadel tropski ciklon Bhola. Čeprav sta bili hitrost in moč vetra nizki in so mu pripisali šele tretjo (od petih) kategorijo orkanov, je reka Ganges zaradi ogromne količine padavin, ki so padle na tla, prestopila bregove in poplavila skoraj vse otoke ter naplavila proč vsa naselja z obličja zemlje.
Posledice so bile katastrofalne: med divjočo katastrofo je umrlo od tristo do petsto tisoč ljudi.
Tropski ciklon je veliko bolj nevaren kot vrtinec iz zmernih zemljepisnih širin: nastane tam, kjer temperatura oceanske površine ni nižja od 26 °, razlika med temperaturami zraka pa presega dve stopinji, zaradi česar se poveča izhlapevanje, zrak vlažnost se poveča, kar prispeva k navpičnemu dvigu zračnih mas.
Tako se pojavi zelo močan prepih, ki zajame nove količine zraka, ki so se segrele in pridobile vlago nad gladino oceana. Vrtenje našega planeta okoli svoje osi daje dvigu zraka vrtinčasto gibanje ciklona, ki se začne vrteti z ogromno hitrostjo in se pogosto spremeni v orkane grozljive moči.
Tropski ciklon se oblikuje samo nad gladino oceana med 5-20 stopinjami severne in južne zemljepisne širine in ko pride na kopno, precej hitro izzveni. Njegove dimenzije so običajno majhne: premer redko presega 250 km, vendar je tlak v središču ciklona izredno nizek (nižje kot je, hitreje se giblje veter, zato je gibanje ciklonov običajno od 10 do 30 m/s, in sunki vetra presegajo 100 m/s). Seveda vsak tropski ciklon ne prinese s seboj smrti.
Obstajajo štiri vrste tega vrtinca:
- Motnja – premika se s hitrostjo, ki ne presega 17 m/s;
- Depresija - gibanje ciklona je od 17 do 20 m/s;
- Nevihta - središče ciklona se giblje s hitrostjo do 38 m/s;
- Hurikan - tropski ciklon se giblje s hitrostjo nad 39 m/s.
Za središče te vrste ciklona je značilen pojav, imenovan "oko nevihte" - območje mirnega vremena. Njegov premer je običajno okoli 30 km, če pa je tropski ciklon uničujoč, lahko doseže tudi sedemdeset. Znotraj očesa nevihte imajo zračne mase več topla temperatura in manj vlage kot v preostalem delu vrtinca.
Tu pogosto vlada zatišje, na meji padavine nenadoma prenehajo, nebo se zjasni, veter oslabi, s čimer zavede ljudi, ki se, ko se odločijo, da je nevarnost minila, sprostijo in pozabijo na previdnost. Ker se tropski ciklon vedno premika iz oceana, požene pred seboj ogromne valove, ki ob udarcu ob obalo pometejo vse s poti.
Znanstveniki vse pogosteje ugotavljajo, da tropski ciklon vsako leto postaja vse bolj nevaren in njegova aktivnost nenehno narašča (to je posledica globalno segrevanje). Zato te ciklone ne najdemo samo v tropskih zemljepisnih širinah, ampak dosežejo Evropo tudi v zanje netipičnem letnem času: običajno nastanejo pozno poleti/zgodaj jeseni in nikoli spomladi.
Tako je decembra 1999 Francijo, Švico, Nemčijo in Združeno kraljestvo prizadel tako močan orkan Lothar, da meteorologi niso mogli niti napovedati njegovega pojava, ker so senzorji zašli ali pa niso delovali. Lotar se je izkazal za vzrok smrti več kot sedemdesetih ljudi (večinoma so bili žrtve prometnih nesreč in padajočih dreves), samo v Nemčiji pa je bilo v nekaj minutah uničenih okoli 40 tisoč hektarjev gozda.
Anticikloni
Anticiklon je vrtinec, v središču katerega je visok tlak, na obrobju pa nizek tlak. Nastane v nižjih plasteh Zemljine atmosfere, ko hladne zračne mase vdirajo v toplejše. Anticiklon se pojavlja v subtropskih in subpolarnih širinah, njegova hitrost gibanja pa je okoli 30 km/h.
Anticiklon je nasprotje ciklona: zrak v njem se ne dviga, ampak spušča. Zanj je značilna odsotnost vlage. Za anticiklon je značilno suho, jasno in brezvetrno vreme, vroče poleti in mraz pozimi. Značilna so tudi znatna temperaturna nihanja čez dan (razlika je še posebej močna na celinah: na primer v Sibiriji je približno 25 stopinj). To je razloženo s pomanjkanjem padavin, zaradi česar je temperaturna razlika običajno manj opazna.
Imena vrtincev
Sredi prejšnjega stoletja so anticikloni in cikloni začeli dobivati imena: to se je izkazalo za veliko bolj priročno pri izmenjavi informacij o orkanih in ciklonskih gibanjih v ozračju, saj je omogočilo izogibanje zmedi in zmanjšanje števila napake. Za vsakim imenom ciklona in anticiklona so se skrivali podatki o vrtincu, vse do njegovih koordinat v spodnji plasti atmosfere.
Pred dokončno odločitvijo o imenu tega ali onega ciklona in anticiklona je bilo preučeno zadostno število predlogov: predlagano je bilo, da jih označimo s številkami, črkami abecede, imeni ptic, živali itd. biti tako priročen in učinkovit, da so čez nekaj časa vsi cikloni in anticikloni dobili imena (sprva so bili ženski, v poznih sedemdesetih pa so tropske vrtince začeli imenovati z moškimi imeni).
Od leta 2002 se je pojavila storitev, ki ponuja vsem, ki želijo poimenovati ciklon ali anticiklon s svojim imenom. Užitek ni poceni: standardna cena za ciklon, ki ga poimenujemo po naročniku, je 199 evrov, anticiklon pa 299 evrov, saj so anticikloni redkejši.
Zračne mase- to so velike mase zraka v troposferi in spodnji stratosferi, ki se oblikujejo na določenem območju kopnega ali oceana in imajo relativno enotne lastnosti - temperaturo, vlažnost, preglednost. V splošnem sistemu atmosferskega kroženja se gibljejo kot ena enota in v eno smer.
Zračne mase zavzemajo površino na tisoče kvadratnih kilometrov, njihova debelina (debelina) doseže do 20-25 km. Ko se premikajo po površini z različnimi lastnostmi, se segrevajo ali ohlajajo, vlažijo ali postanejo bolj suhe. Topla ali hladna je zračna masa, ki je toplejša (hladnejša) od okolice. Glede na območja nastanka obstajajo štiri conske vrste zračnih mas: ekvatorialne, tropske, zmerne, arktične (antarktične) zračne mase (slika 13). Razlikujejo se predvsem po temperaturi in vlažnosti. Vse vrste zračnih mas, razen ekvatorialnih, so glede na naravo površine, na kateri so nastale, razdeljene na morske in celinske.
Ekvatorialna zračna masa se oblikuje v ekvatorialnih širinah, pasu nizkega tlaka. Ima dokaj visoke temperature in vlažnost blizu maksimuma, tako nad kopnim kot nad morjem. Kontinentalna tropska zračna masa se oblikuje v osrednjem delu celin v tropskih širinah. Ima visoko temperaturo, nizko vlažnost in močan prah. Morska tropska zračna masa se oblikuje nad oceani v tropskih zemljepisnih širinah, kjer prevladujejo dokaj visoke temperature zraka in visoka vlažnost.
Celinska zmerna zračna masa se oblikuje nad celinami v zmernih širinah in prevladuje na severni polobli. Njegove lastnosti se spreminjajo z letnimi časi. Poletje je čisto toplota in vlažnosti so značilne padavine. Pozimi so nizke in ekstremno nizke temperature ter nizka vlažnost. Morska zmerna zračna masa se oblikuje nad oceani s toplimi tokovi v zmernih širinah. Poleti je hladnejše, pozimi toplejše in ima precejšnjo vlažnost.
Celinska arktična (antarktična) zračna masa se oblikuje nad ledom Arktike in Antarktike in ima izjemno nizke temperature in nizka vlažnost, visoka preglednost. Morska arktična (antarktična) zračna masa se oblikuje nad občasno zmrznjenimi morji in oceani, njena temperatura je nekoliko višja, njena vlažnost pa višja.
Zračne mase so v stalnem gibanju in ko se srečajo, nastanejo prehodna območja ali fronte. Atmosferska fronta- mejni pas med dvema zračnima masama z različnimi lastnostmi. Širina atmosferske fronte doseže več deset kilometrov. Atmosferske fronte so lahko tople in hladne, odvisno od tega, kakšen zrak se premika v območje in kaj se izpodriva (slika 14). Najpogosteje se atmosferske fronte pojavljajo v zmernih širinah, kjer se pojavljajo hladen zrak iz polarnih širin in toplo iz tropskih zemljepisnih širin.
Prehod fronte spremljajo spremembe vremena. Topla fronta se premika proti hladnemu zraku. Povezan je s segrevanjem in nimbostratusnimi oblaki, ki prinašajo padavine. Hladna fronta se premika proti toplemu zraku. Prinaša močne kratkotrajne padavine, pogosto z nevihtami in nevihtami, ter nizke temperature.
Cikloni in anticikloni
V ozračju ob srečanju dveh zračnih mas nastanejo veliki atmosferski vrtinci – cikloni in anticikloni. Predstavljajo ravne vrtince zraka, ki pokrivajo tisoče kvadratnih kilometrov na nadmorski višini le 15-20 km.
Ciklon- atmosferski vrtinec velikega (od sto do nekaj tisoč kilometrov) premera z zmanjšanim zračnim tlakom v središču, s sistemom vetrov od obrobja do središča v nasprotni smeri urinega kazalca na severni polobli. V središču ciklona opazimo naraščajoče zračne tokove (slika 15). Zaradi naraščajočih zračnih tokov se v središču ciklonov tvorijo močni oblaki in padavine.
Poleti, med prehodom ciklonov, se temperatura zraka zniža, pozimi pa se dvigne in začne se otoplitev. Približevanje ciklona povzroči oblačno vreme in spremembo smeri vetra.
Tropski cikloni se pojavljajo na tropskih zemljepisnih širinah od 5 do 25° na obeh poloblah. Za razliko od ciklonov zmernih zemljepisnih širin zasedajo manjše območje. Tropski cikloni nastanejo nad toplo morsko gladino pozno poleti - zgodaj jeseni in jih spremljajo močne nevihte, močne padavine in nevihtni vetrovi ter imajo ogromno uničujočo moč.
IN Tihi ocean tropski cikloni se imenujejo tajfuni, v Atlantiku - orkani, ob obali Avstralije - willy-willy. Tropski cikloni prenašajo veliko število energije iz tropskih zemljepisnih širin proti zmernim zemljepisnim širinam, zaradi česar so pomemben sestavni del globalnih procesov kroženja atmosfere. Zaradi svoje nepredvidljivosti so podani tropski cikloni ženska imena(na primer "Catherine", "Juliet" itd.).
Anticiklon- atmosferski vrtinec velikega premera (od sto do nekaj tisoč kilometrov) s površino visok krvni pritisk pri zemeljsko površje, s sistemom vetrov od središča proti obrobju v smeri urinega kazalca na severni polobli. V anticiklonu opazimo padajoče zračne tokove.
Tako pozimi kot poleti je za anticiklon značilno nebo brez oblačka in miren veter. Med prehodom anticiklonov je vreme sončno, poleti vroče, pozimi pa zelo hladno. Anticikloni nastajajo nad ledenimi ploščami Antarktike, nad Grenlandijo, Arktiko in nad oceani v tropskih zemljepisnih širinah.
Lastnosti zračnih mas določajo območja njihovega nastanka. Ko se premaknejo iz krajev svojega nastanka v druge, postopoma spremenijo svoje lastnosti (temperaturo in vlažnost). Zahvaljujoč ciklonom in anticiklonom se izmenjujeta toplota in vlaga med zemljepisnimi širinami. Menjava ciklonov in anticiklonov v zmernih zemljepisnih širinah povzroči nenadne spremembe vremena.
Pri predmetu geografija v 8. razredu se obravnavajo številne teme o različnih procesih v ozračju. Treba jih je preučevati in razumeti, saj razkrivajo razloge in načine za nastanek in spreminjanje vremena, njegovo napovedovanje, kar je uporabne vrednosti za vsakega človeka.
Kaj so cikloni in anticikloni
Eden najbolj zanimivih mehanizmov so nekakšne "zračne črpalke" - atmosferski vrtinci ogromne velikosti, katerih glavna vloga je oblikovanje vremena na velikih območjih zemeljske površine.
Njihova višina je do 20 km, premer pa lahko doseže 4-5 tisoč km.
riž. 1. Ogromen atmosferski vrtinec.
V tem primeru je ciklon zračni vrtinec, ki zbira in vrže zrak navzgor iz svojega središča. Anticiklon, nasprotno, črpa zrak iz zgornjih plasti atmosfere in ga porazdeli blizu površine.
To se zgodi zato, ker je ciklon območje nizkega tlaka, zrak hiti tja, kjer je tlak najnižji, to je v središče ciklona. Tam nastanejo naraščajoči zračni tokovi.
TOP 1 članekki berejo skupaj s tem
Anticiklon je atmosferski vrtinec, za katerega je značilen visok tlak. Nasprotno, "pospešuje" zračne mase iz svojega središča in jih vleče iz višjih plasti ozračja. V njegovem središču nastajajo padajoči tokovi, ki se spiralno širijo iz središča in se razporedijo po zemeljski površini.
Na območjih pogosto nastanejo atmosferski vrtinci atmosferske fronte, glavni razlog za njihov nastanek je vrtenje Zemlje.
riž. 2. Shema zgradbe ciklona in anticiklona.
Podobne pojave opažamo v ozračju drugih planetov. Nezemeljski dolgoživi ciklon je Mala temna pega v atmosferi Neptuna, anticiklon pa Velika rdeča pega na Jupitru.
Primerjava značilnosti atmosferskih vrtincev
Cikloni in anticikloni imajo razlike in podobnosti. Njihove podobnosti so:
- vrtinčna struktura;
- pomembno vlogo pri oblikovanju vremena v velikih regijah.
Na pojav anticiklona vpliva nastanek ciklonov v bližini - presežek zraka, ki ga izpušča nizkotlačni vrtinec, se kopiči in izzove razvoj območja visokega tlaka, anticiklonov.
Razlike med atmosferskimi vrtinci so predstavljene v tabeli primerjalnih značilnosti:
|
Ciklon |
Anticiklon |
|
|
Kraj nastanka |
Pogosteje nad oceani se lahko tvori povsod, razen v ekvatorialnem območju, kjer Coriolisova sila, povezana z vrtenjem Zemlje, ne deluje |
V tropih, nad oceani in nad ledenimi polji |
|
Velikost (premer) |
||
|
Premikanje |
Konstantna, hitrost 30-60 km/h, tropski nevihtni tajfuni so veliko hitrejši |
Neaktiven ali ima hitrost 20-40 km/h |
|
Pritisk |
V središču je nizek, na obrobju visok |
Visoko v središču, nizko na obrobju |
|
Smer vrtenja |
Na severni polobli se vrtijo v nasprotni smeri urinega kazalca, na južni polobli pa v nasprotni smeri urinega kazalca. |
Na severni polobli se vrti v smeri urinega kazalca, na južni polobli pa obratno. |
|
Prinaša vreme |
Veter, oblaki, padavine |
Jasno ali spremenljivo oblačno, mirno, brez padavin |
Na sinoptičnih kartah se črke uporabljajo za označevanje ciklonov in anticiklonov: H - pomeni območje nizkega tlaka, B - območje visokega tlaka.
riž. 3. Sinoptični zemljevid.
Vrste ciklonov in anticiklonov
Obstaja več vrst ciklonov, poimenovanih po mestu nastanka:
- Arktika;
- zmerne zemljepisne širine;
- južno ekstratropsko;
- tropski.
Večina ciklonov, ki prehajajo ozemlje Rusije, nastanejo nad Atlantikom, se premikajo od zahoda proti vzhodu in so razvrščeni kot arktični ali zmerni. To so atmosferski vrtinci velike površine.
Najbolj nevarni so tropski cikloni - zanje so značilne razmeroma majhne velikosti le nekaj sto kilometrov, nenormalno nizek tlak v središču in zato zelo visoke hitrosti vetra, ki dosegajo hitrost nevihte. Prav ti cikloni povzročajo največje uničenje v obmorskih državah Azije in Severna Amerika. Pojavijo se samo nad morjem in hitro zbledijo, ko se preselijo na kopno.
Anticikloni in cikloni imajo povprečno življenjsko dobo 3-10 dni, dokler se atmosferski tlak ne izenači. Obstajajo pa tudi stalni, ki obstajajo že leta, na primer: islandski in aleutski ciklon, indijski in sibirski anticiklon.
Kaj smo se naučili?
Nastanek atmosferskih vrtincev je odvisen od porazdelitve zračnega tlaka v ozračju in Coriolisovih sil, ki nastanejo med vrtenjem Zemlje. Kljub nekaterim podobnostim se med seboj v marsičem razlikujejo: vrtijo se v različne smeri, zagotavljajo različno vreme in nastajajo v različnih pogojih.
Test na temo
Ocena poročila
Povprečna ocena: 4.1. Skupaj prejetih ocen: 270.
Anticiklon
Anticiklon- območje povečanja zračni tlak z zaprtimi koncentričnimi izobarami na morski gladini in z ustrezno porazdelitvijo vetra. V nizkem anticiklonu - mrazu ostanejo izobare zaprte le v najnižjih plasteh troposfere (do 1,5 km), v srednji troposferi pa povišanega tlaka sploh ne zaznamo; Možno je tudi, da je nad takim anticiklonom višinski ciklon.
Visok anticiklon je topel in ohranja zaprte izobare z anticiklonskim kroženjem tudi v zgornji troposferi. Včasih je anticiklon večcentričen. Zrak v anticiklonu na severni polobli se giblje okoli središča v smeri urinega kazalca (to je z odstopanjem od tlačnega gradienta v desno), na južni polobli pa v nasprotni smeri urinega kazalca. Za anticiklon je značilno, da prevladuje jasno ali delno oblačno vreme. Zaradi ohlajanja zraka z zemeljskega površja v hladnem obdobju in ponoči v anticiklonu je možen nastanek površinskih inverzij in nizkih stratusnih oblakov (St) ter megle. Poleti je nad kopnim možna zmerna dnevna konvekcija z nastankom kumulusov. Konvekcijo s tvorbo kumulusov opazimo tudi v pasatih na ekvatorskem obrobju subtropskih anticiklonov. Ko se anticiklon stabilizira v nizkih zemljepisnih širinah, nastanejo močni, visoki in topli subtropski anticikloni. Stabilizacija anticiklonov se pojavi tudi v srednjih in polarnih širinah. Visoki, počasi premikajoči se anticikloni, ki motijo splošni zahodni transport srednjih zemljepisnih širin, se imenujejo blokirni.
Sinonimi: območje visokega tlaka, območje visokega tlaka, barični maksimum.
Anticikloni dosežejo velikost več tisoč kilometrov. V središču anticiklona je tlak običajno 1020-1030 mbar, lahko pa doseže 1070-1080 mbar. Tako kot cikloni se tudi anticikloni gibljejo v smeri splošnega zračnega prometa v troposferi, to je od zahoda proti vzhodu, medtem ko se odmikajo proti nizkim zemljepisnim širinam. Povprečna hitrost Gibanje anticiklona je približno 30 km/h na severni polobli in približno 40 km/h na južni polobli, vendar anticiklon pogosto za dolgo časa prevzame sedentarno stanje.
Znaki anticiklona:
- Jasno ali delno oblačno vreme
- Brez vetra
- Brez padavin
- Stabilen vremenski vzorec (ne spreminja se opazno skozi čas, dokler obstaja anticiklon)
IN poletno obdobje anticiklon prinaša vroče, delno oblačno vreme. Pozimi prinaša anticiklon zelo hladno, občasno je možna tudi ledena megla.
Zanimiv primer nenadnih sprememb v nastajanju različnih zračnih mas je Evrazija. Poleti se nad njegovimi osrednjimi predeli oblikuje območje nizkega zračnega tlaka, v katerega se vpije zrak iz sosednjih oceanov. To je še posebej očitno pri jug in Vzhodna Azija: neskončen niz ciklonov nosi vlažen, topel zrak globoko v celino. Pozimi se razmere močno spremenijo: nad središčem Evrazije nastane območje visokega zračnega tlaka - Azijsko visoko, hladni in suhi vetrovi iz središča katerega ( Mongolija , Tyva, jug Sibirija), ki se razhajajo v smeri urinega kazalca, širijo mraz vse do vzhodnega obrobja celine in povzročajo jasno, zmrznjeno, skoraj brez snega vreme na Daljnji vzhod, v Severnem Kitajska. V zahodni smeri anticikloni vplivajo manj intenzivno. Močni padci temperature so možni le, če se središče anticiklona premakne zahodno od opazovalne točke, ker veter spreminja smer z juga na sever. Podobne procese pogosto opazimo pri Vzhodnoevropska nižina.
Stopnje razvoja anticiklonov
| Ta stran ali razdelek naj bi kršil avtorske pravice.
Njegova vsebina je bila verjetno skoraj brez sprememb kopirana iz www.iki.rssi.ru/books/2008astafieva.pdf. |
V življenju anticiklona, tako kot ciklona, obstaja več stopenj razvoja:
1. Začetna stopnja (stopnja nastajanja), 2. Stopnja mladega anticiklona, 3. Stopnja največjega razvoja anticiklona, 4. Stopnja uničenja anticiklona.
Najugodnejši pogoji za razvoj anticiklona so takrat, ko se središče njegovega površja nahaja pod zadnjim delom višinskega tlačnega dna pri AT500, v območju pomembnih horizontalnih geopotencialnih gradientov (višinska frontalna cona). Okrepitveni učinek je konvergenca izohips z njihovo ciklonsko ukrivljenostjo izohips, ki se povečuje vzdolž toka. Tu se kopičijo zračne mase, kar povzroči dinamično povečanje tlaka.
Tlak v bližini Zemlje narašča, ko se temperatura v zgornjem sloju ozračja znižuje (hladna advekcija). Največja hladna advekcija je opazna za hladno fronto v zadnjem delu ciklona ali v sprednjem delu krepitve anticiklonov, kjer pride do advektivnega dviga tlaka in kjer nastane območje gibanja zraka navzdol.
Običajno sta stopnji nastanka anticiklona in mladega anticiklona združeni v eno zaradi majhnih razlik v strukturi termobaričnega polja.
Anticiklon je na začetku svojega razvoja običajno videti kot špura, ki se pojavi v zadnjem delu ciklona. V višinah anticiklonski vrtinci v začetni fazi niso sledljivi. Za stopnjo največjega razvoja anticiklona je značilen najvišji tlak v središču. V zadnji fazi se anticiklon zruši. Na površju Zemlje v središču anticiklona se tlak zmanjša.
Začetna stopnja razvoja anticiklona
V začetni fazi razvoja se površinski anticiklon nahaja pod zadnjim delom višinskega tlačnega dna, tlačni greben pa je v višinah pomaknjen v zadnji del glede na središče površinskega tlaka. Nad središčem površja anticiklona v srednji troposferi je zgoščen sistem konvergentnih izohips. (slika 12.7). Hitrosti vetra nad površinskim središčem anticiklona in nekoliko desno v srednji troposferi dosežejo 70-80 km/h. Termobarično polje daje prednost nadaljnjemu razvoju anticiklona.
Glede na analizo enačbe tendence vrtinčenja hitrosti ∂∂κκHtgmHHHHnsnnsnns=++l(), je tukaj ∂∂Ht>0 (∂Ω∂t<0): при наличии значительных горизонтальных градиентов геопотенциала (>0), pride do konvergence izohips (H>0) z njihovo ciklonsko ukrivljenostjo (>0), ki se povečuje vzdolž toka (Hnnsκκs>0).
Pri takšnih hitrostih pride v območju konvergence zračnih tokov do znatnega odstopanja vetra od gradienta (t.j. gibanje postane nestabilno). Razvijajo se premiki zraka navzdol, narašča tlak, zaradi česar se krepi anticiklon.
Na površinski vremenski karti je anticiklon označen z eno samo izobaro. Razlika v tlaku med središčem in obrobjem anticiklona je 5-10 mb. Na nadmorski višini 1-2 km anticiklonski vrtinec ni zaznan. Območje dinamičnega naraščanja tlaka, ki ga povzroča konvergenca izohips, se razteza na celoten prostor, ki ga zaseda površinski anticiklon.
Površinsko središče anticiklona se nahaja skoraj pod termalnim koritom. Izoterme povprečna temperatura plasti v sprednjem delu glede na površinsko središče anticiklona odstopajo od izohips v levo, kar ustreza hladni advekciji v spodnji troposferi. V zadnjem delu glede na središče površine je toplotni greben in opazna je advekcija toplote
Advektivno (toplotno) povišanje tlaka na zemeljskem površju zajame sprednji del anticiklona, kjer je zlasti opazna hladna advekcija. V zadnjem delu anticiklona, kjer poteka advekcija toplote, opazimo advektivni padec tlaka. Ničelna advekcijska črta, ki poteka skozi greben, deli vstopno območje VFZ na dva dela: sprednji del, kjer poteka hladna advekcija (advektivni dvig tlaka), in zadnji del, kjer poteka toplotna advekcija (advektivni padec tlaka).
Tako skupno območje rasti tlaka pokriva osrednji in sprednji del anticiklona. Največji porast tlaka na površju Zemlje (kjer območji advektivnega in dinamičnega naraščanja tlaka sovpadata) opazimo v sprednjem delu anticiklona. V zadnjem delu, kjer se dinamična rast prekriva z advektivnim upadanjem (toplotna advekcija), bo skupna rast na površju Zemlje oslabljena. Dokler pa območje pomembne dinamične rasti tlaka zavzema osrednji del površinskega anticiklona, kjer je advektivna sprememba tlaka enaka nič, se bo nastali anticiklon krepil.
Torej se zaradi naraščajočega dinamičnega povečanja tlaka v sprednjem delu vhoda VFZ deformira termobarično polje, kar povzroči nastanek višinskega grebena. Pod tem grebenom blizu Zemlje se oblikuje samostojno središče anticiklona. V višinah, kjer povišanje temperature povzroči povišanje tlaka, se območje rasti tlaka premakne v zadnji del anticiklona, proti območju naraščajoče temperature.
Mlada anticiklonska stopnja
Termobarično polje mladega anticiklona v splošni oris ustreza strukturi prejšnje stopnje: tlačni greben na višinah glede na površinsko središče anticiklona je opazno premaknjen v zadnji del anticiklona, nad njegovim sprednjim delom pa se nahaja tlačna jama.
Središče anticiklona na zemeljskem površju se nahaja pod sprednjim delom tlačnega grebena v območju največje koncentracije izohips, ki se stekajo vzdolž toka, katerih anticiklonalna ukrivljenost se vzdolž toka zmanjšuje. S takšno zgradbo izohipse so pogoji za nadaljnjo krepitev anticiklona najugodnejši.
Konvergenca izohips nad sprednjim delom anticiklona daje prednost dinamičnemu naraščanju tlaka. Tu je opazna tudi hladna advekcija, ki prav tako spodbuja advektivno rast tlaka.
Advekcija toplote je opazna v zadnjem delu anticiklona. Anticiklon je toplotno asimetrična tlačna formacija. Termalni greben je nekoliko za tlačnim grebenom. Črte ničelnih advektivnih in dinamičnih sprememb tlaka se na tej stopnji začnejo zbliževati.
Anticiklon se ob površju Zemlje krepi – ima več zaprtih izobar. Anticiklon z višino hitro izgine. Običajno v drugi fazi razvoja zaprto središče nad površino AT700 ni zasledeno.
Stopnja mladega anticiklona se konča s prehodom v stopnjo največjega razvoja.
Stopnja največjega razvoja anticiklona
Anticiklon je močna barična formacija z visokim tlakom v središču površja in divergentnim sistemom površinskih vetrov. Z razvojem se vrtinčna struktura širi vse višje (slika 12.8). Na višinah nad središčem površja je še vedno gost sistem konvergentnih izohips s močni vetrovi in znatne temperaturne gradiente.
V spodnjih plasteh troposfere se anticiklon še nahaja v hladnih zračnih masah. Ker pa se anticiklon napolni s homogeno topel zrak na višinah se pojavi zaprto središče visokega tlaka. Črte ničelnih advektivnih in dinamičnih sprememb tlaka potekajo skozi osrednji del anticiklona. To pomeni, da se je dinamično povečanje tlaka v središču anticiklona ustavilo, območje največjega povečanja tlaka pa se je premaknilo na njegovo obrobje. Od tega trenutka začne anticiklon slabeti.
Stopnja uničenja anticiklona
V četrti razvojni fazi je anticiklon visokotlačna formacija s kvazi navpično osjo. Zaprta središča visokega tlaka lahko zasledimo na vseh ravneh troposfere, koordinate višinskega središča praktično sovpadajo s koordinatami središča blizu Zemlje (slika 12.9).
Od krepitve anticiklona temperatura zraka v višinah narašča. V anticiklonskem sistemu se zrak spušča, posledično se stisne in segreje. V zadnjem delu anticiklona vstopa topel zrak v njegov sistem (toplotna advekcija). Zaradi stalne advekcije toplote in adiabatnega segrevanja zraka je anticiklon napolnjen s homogenim toplim zrakom, območje največjih horizontalnih temperaturnih kontrastov pa se premakne na obrobje. Nad središčem tal je vir toplote.
Anticiklon postane termično simetrična barična tvorba. Glede na zmanjšanje horizontalnih gradientov termobaričnega polja troposfere so advektivne in dinamične spremembe tlaka v območju anticiklona bistveno oslabljene.
Zaradi razhajanja zračnih tokov v površinski plasti atmosfere se tlak v anticiklonskem sistemu zmanjša in postopoma propade, kar je bolj opazno v začetni fazi uničenja blizu zemeljske površine.
Nekatere značilnosti razvoja anticiklonov
Razvoj ciklonov in anticiklonov se bistveno razlikuje glede na deformacijo termobaričnega polja. Nastanek in razvoj ciklona spremljata nastanek in razvoj termičnega dna, anticiklona pa nastanek in razvoj termičnega grebena.
Za zadnje stopnje razvoja tlačnih tvorb je značilna kombinacija tlačnih in toplotnih središč, izohipse postanejo skoraj vzporedne, na višinah je mogoče zaslediti zaprto središče, koordinate višinskih in površinskih središč pa so skoraj enake in se prekrivajo (so govorijo o kvazivertikalnosti višinske osi tvorbe tlaka). Deformacijske razlike v termobaričnem polju med nastankom in razvojem ciklona in anticiklona vodijo do tega, da se ciklon postopoma napolni s hladnim zrakom, anticiklon pa s toplim zrakom.
Vsi nastajajoči cikloni in anticikloni ne gredo skozi štiri stopnje razvoja. V vsakem posameznem primeru lahko pride do določenih odstopanj od klasične slike razvoja. Pogosto barične formacije, ki nastanejo blizu zemeljske površine, nimajo pogojev za nadaljnji razvoj in lahko izginejo že na začetku svojega obstoja. Po drugi strani pa obstajajo situacije, ko stara propadajoča barična tvorba oživi in se aktivira. Ta proces se imenuje regeneracija tlačnih tvorb.
Toda če imajo različni cikloni bolj določeno podobnost v stopnjah razvoja, potem imajo anticikloni v primerjavi s cikloni veliko večje razlike v razvoju in obliki. Pogosto se anticikloni pojavljajo kot počasni in pasivni sistemi, ki zapolnjujejo prostor med veliko bolj aktivnimi ciklonskimi sistemi. Včasih lahko anticiklon doseže precejšnjo intenziteto, vendar je tak razvoj večinoma povezan s ciklonskim razvojem v sosednjih območjih.
Glede na zgradbo in splošno obnašanje anticiklonov jih lahko razdelimo v naslednje razrede. (po S.P. Khromovu).
- Vmesni anticikloni - to so hitro premikajoča se območja visokega tlaka med posameznimi cikloni iste serije, ki nastanejo na isti glavni fronti - imajo večinoma obliko grebenov brez sklenjenih izobar ali z zaprtimi izobarami v horizontalnih dimenzijah istega reda. kot premikajoči se cikloni. Razvijajo se na hladnem zraku.
- Končni anticikloni - zaključek razvoja niza ciklonov, ki nastanejo na isti glavni fronti. Razvijajo se tudi v hladnem zraku, vendar imajo običajno več zaprtih izobar in imajo lahko pomembne horizontalne dimenzije. Ko se razvijejo, ponavadi pridobijo sedeče stanje.
- Stacionarni anticikloni zmernih širin, tj. dolgotrajni počasi premikajoči se anticikloni v arktičnem ali polarnem zraku, katerih horizontalne dimenzije so včasih primerljive s pomembnim delom celine. Običajno so to zimski anticikloni nad celinami in so večinoma posledica razvoja anticiklonov drugega sloja (redkeje prvega).
- Subtropski anticikloni so dolgotrajni, počasi premikajoči se anticikloni, ki jih opazimo nad oceanskimi površinami. Ti anticikloni se občasno okrepijo zaradi vdorov polarnega zraka iz zmernih širin s premikajočimi se končnimi anticikloni. V topli sezoni so subtropski anticikloni na povprečnih mesečnih zemljevidih jasno vidni le nad oceani (zamegljena območja nizkega tlaka se nahajajo nad celinami). V hladni sezoni se subtropski anticikloni nad celinami združijo s hladnimi anticikloni.
- Arktični anticikloni so bolj ali manj stabilna območja visokega tlaka v Arktičnem bazenu. So hladni, zato je njihova vertikalna moč omejena na spodnjo troposfero. V zgornjem delu troposfere jih nadomesti polarna depresija. Pri pojavu arktičnega anticiklona ima pomembno vlogo ohlajanje s podležečega površja, tj. so lokalni anticikloni.
Višina, do katere sega anticiklon, je odvisna od temperaturnih razmer v troposferi. Mobilni in končni anticikloni imajo nizke temperature v nižjih plasteh ozračja in temperaturno asimetrijo v zgornjih. Spadajo med tvorbe srednjega ali nizkega tlaka.
Višina stacionarnih anticiklonov v zmernih zemljepisnih širinah se povečuje, ko se stabilizirajo, kar spremlja segrevanje ozračja. Najpogosteje so to visoki anticikloni, z zaprtimi izohipsami v zgornji troposferi. Zimski anticikloni nad zelo hladnim ozemljem, kot je Sibirija, so lahko nizki ali srednji, saj so spodnje plasti troposfere tam zelo hladne.
Subtropski anticikloni so visoki - troposfera v njih je topla.
Arktični anticikloni, ki so večinoma termični, so nizki.
Pogosto visoko topli in počasi premikajoči se anticikloni, ki se razvijajo v srednjih zemljepisnih širinah, dolgo časa (približno en teden ali več) povzročajo motnje conskega transporta na makro ravni in odvračajo poti mobilnih ciklonov in anticiklonov iz smeri zahod-vzhod. Takšni anticikloni se imenujejo blokirni anticikloni. Centralni cikloni skupaj z blokirnimi anticikloni določajo smer glavnih tokov splošne cirkulacije v troposferi.
Visoki in topli anticikloni oziroma hladni cikloni so središča toplote in mraza v troposferi. V območjih med temi žarišči nastanejo nove čelne cone, stopnjujejo se temperaturni kontrasti in ponovno nastanejo atmosferski vrtinci, ki gredo skozi isti življenjski cikel.
Geografija stalnih anticiklonov
- Antarktični anticiklon
- Bermudska visoka
- Havajski anticiklon
- Grenlandski anticiklon
- Severnopacifiški anticiklon
- Južni Atlantik High
- Južnoindijski anticiklon
- Južnopacifiški anticiklon
