Что такое циклон и антициклон? Перемещение внетропических циклонов Циклон в южном полушарии схема.

Тот, кто ежедневно имеет дело с синоптическими картами, может заметить, что давление воздуха непрерывно изменяется как во времени, так и в пространстве, а связанные с ним барические системы (циклоны и антициклоны) непрерывно перемещаются, изменяют свои размеры и интенсивность, возникают заново и исчезают. С циклонами и антициклонами связаны определенные системы воздушных течений, распределение температуры, облачности, осадков и т. д., т.е. им принадлежит основная роль в формировании погоды над обширными районами океанов. Учитывая это, нам необходимо познакомиться с самыми общими сведениями о циклонах и антициклонах.

2.9.1. Циклоны

Воздушные вихри с вращательным движением воздуха в северном полушарии против часовой стрелки, в южном - по часовой стрелке называются циклонами. Размеры циклонов изменяются в очень широких пределах - от 100 до 1700 м.миль, над океанами их размеры бывают и больше. Обычно средний диаметр циклона 600 м. миль. Наиболее обширные и глубокие циклоны над океанами наблюдаются на севере Атлантического океана, в районе Девисова пролива, Исландии и на севере Великобритании, а на севере Тихого океана - в районе Камчатка - Аляска. В южном полушарии циклоны наблюдаются вокруг Антарктиды в зоне 55 и 65° ю. ш.

Давление в центре циклона (глубина циклона) зависит от стадии его развития и изменяется от 1010 до 970 мбар, более низкое давление во внетропических циклонах встречается редко.

Ветер в циклоне у поверхности океана дует в направлении против движения часовой стрелки (в южном полушарии, по часовой стрелке), отклоняясь от изобары в сторону низкого давления в среднем на 10-15°.

Градиент давления от центра циклона к его периферии сначала возрастает, а затем начинает убывать. Наибольшие барические градиенты чаще наблюдаются в передней и тыловой частях циклона, обычно в южном и западном квадрантах. В соответствии с этим скорость ветра в циклоне меняется в широких пределах. В самом центре циклона ветер слабый, нередко здесь наблюдается штиль. Во внутренней части циклона, особенно в южной и западной четвертях, ветер наиболее сильный. К периферии скорость его ослабевает.

Температура воздуха в циклоне зависит от стадии его развития: в начальной стадии температура воздуха в северной половине циклона ниже, чем в южной, так как через централь- ную его часть в этой стадии развития проходит фронт, разделяющий холодную массу воздуха от теплой.

По мере развития циклона холодный воздух вытесняет теплый из южной половины циклона, и в конце своего развития в стадии окклюдирования холодный воздух занимает всю область циклона. Обычно с циклоном связана пасмурная, дождливая погода.

Перемещение циклонов чаще всего, особенно над океанами, происходит с юго-запада и запада на северо-восток и восток. Перемещение циклонов с севера на юг и с юга на север над океанами наблюдается значительно реже. Аномальное движение циклонов с востока на запад встречается очень редко. Повторяемость циклонов зависит от времени года и географического района. В среднем над океанами повторяемость циклонов зимой больше, чем летом, но эти сезонные различия невелики. На рис. 21 показаны основные пути циклонов.

Рис. 21. Основные траектории движения циклонов.

Скорость перемещения циклонов меняется в очень широких пределах. Средняя скорость перемещения циклонов составляет 20 уз, иногда достигает 50 уз, но нередки случаи, когда в течение нескольких суток циклоны остаются в пределах одного и того же района, т. е. являются малоподвижными.

2.9.2. Антициклон

На карте погоды антициклоны выглядят как более или менее округлые области повышенного давления с вращательным движением воздуха в северном полушарии по часовой, а в южном против часовой стрелки.

Антициклоны занимают огромные площади материка или океана. Особенно больших размеров достигают антициклоны в зимние месяцы на материках, а в летние - в субтропических районах Тихого и Атлантического океанов.

Давление в центре антициклона в большинстве случаев составляет 1020-1030 мбар. Лишь в отдельных случаях давление в центре антициклона над океаном превышает 1040 мбар.

Градиенты давления небольшие, особенно в центральной части антициклона. К периферии они возрастают и иногда достигают значительных величин. В соответствии с этим ветры в центральной части антициклона слабые, часто наблюдается штиль; на периферии ветры заметно сильнее. Ветер дует по направлению часовой стрелки (в южном полушарии - против часовой стрелки), отклоняясь от изобары в сторону низкого давления в среднем на 15-20°. Наибольшие скорости ветра чаще всего наблюдаются в передней, обычно северо-восточной, части антициклона, наименьшие - в тыловой, обычно западной части.

Из-за указанного распределения воздушных течений температура воздуха в восточной части антициклона ниже, чем в западной. Разница в среднем составляет 3°С. В центральной части антициклона наблюдается безоблачная или малооблачная сухая погода.

Основные пути перемещения антициклонов проходят с запада на восток с небольшой южной составляющей (рис. 22). Повторяемость антициклонов в теплую половину года над океанами больше, чем в холодную.

Скорость перемещения антициклонов немного меньше, чем циклонов (в среднем 17-18 уз), но в отдельных случаях достигает 45 уз. По мере развития антициклона скорость его перемещения постепенно уменьшается, и он становится малоподвижным.

2.9.3. Тропические циклоны

Это сравнительно небольшие по размерам интенсивные атмосферные вихри с низким давлением в центре и ветрами ураганной силы, возникающие и развивающиеся в тропических широтах океана.

Тропические циклоны по сравнению с циклонами умеренных широт имеют небольшие размеры и характеризуются симметричным облачным массивом относительно своего центра.

Диаметр облачного массива колеблется от 80 до 800 км, иногда достигает 1000 км. При приближении тропического циклона вначале на расстоянии около 1000 км появляются тонкие просвечивающие перистые облака, как бы расходящиеся из одной точки. Постепенно перистые облака затягивают все небо и сменяются более низкими плотными облаками слоистых и кучевых форм, за которыми следуют мощные кучево-дождевые облака, переходящие в темную стену грозовых облаков. Интересной особенностью тропического циклона является наличие в его центре зоны тихой и почти безоблачной погоды, называемой «глазом бури». Диаметр «глаза бури» в среднем не превышает 30 км. От взаимодействия приходящих в эту зону циклона волн образуется толчея и взбросы воды, иногда достигающие высоты 20 м.

Рис. 22. Основные траектории движения антициклонов.

Отличительной чертой тропических циклонов, кроме ураганных ветров, является выпадение огромного количества осадков (200-400 мм/сут), причем наибольшее количество выпадает из мощных кучево-дождевых облаков, кольцом окружающих «глаз бури». Максимальное их количество выпало в течение суток на Филиппинских островах (в Маниле 1168 мм), что в два-три раза превышает среднее годовое количество осадков в большинстве районов умеренных широт (в Москве 587 мм).

Глубина тропического циклона, т. е. давление в его центре изменяется в широких пределах - от 900 до 1005 мбар, в отдельных случаях до 885 мбар. При небольших размерах тропического циклона и очень низком давлении в его центре отмечаются большие градиенты давления, вызывающие ветры ураганной силы. В среднем скорость ветра составляет 40-60 м/с, но нередко достигает 80 м/с. Наибольшая скорость ветра (113 м/с, т.е. 226 уз) была зарегистрирована в тайфуне Ида (сентябрь 1958 г.).

На поверхности океана при прохождении тропического циклона из-за ураганной силы ветра и значительных изменений атмосферного давления развиваются гигантские ветровые волны (высота их 14-16 м). Одновременно с ветровыми волнами образуются волны зыби, распространяющиеся во всех направлениях от центра тропического циклона.

Таблица 3

С момента возникновения тропический циклон перемещается, как правило, с востока на запад (реже на северо-запад) в северном полушарии и на юго-запад - в южном полушарии. Скорость перемещения при этом невелика (5-10 уз). Когда циклон достигает широты 20-30°, направление смещения резко меняется на северное или чаще на северо-восточное (в южном полушарии на юго-восточное), а скорость быстро возрастает, в среднем до 20 уз, иногда достигает 50 уз.

Тропические циклоны возникают в определенных районах Мирового океана и в зависимости от района носят местные названия (табл. 3).

Тропическим циклонам, кроме местных названий, присваивают имена. Использование имен при передаче сведений о тропических циклонах более удобно и исключает путаницу в тех случаях, когда одновременно наблюдаются в одном районе два или несколько тропических циклонов. Тайфунам, помимо имен, присваивается номер. Первые две цифры номера обозначают год, а последние две цифры - порядковый номер тайфуна в этом году. Так, номер 7615 означает, что тайфун наблюдался в 1976 г. и является 15-м с начала года.

Тропические циклоны в своем развитии имеют несколько стадий. Согласно классификации Всемирной метеорологической организации (ВМО), каждая стадия развития тропического циклона характеризуется определенной градацией скорости ветра и имеет свое название (табл. 4).

Таблица 4

Наиболее часто тропические циклоны возникают в теплое время года - с июля по октябрь. Продолжительность жизни тропического циклона от момента зарождения до выхода на сушу или в умеренные широты в среднем около шести суток. В течение года за период с 1956 по 1965 г. над северным полушарием в среднем возникло 52, а над южным- 18 тропических циклонов. Пути тропических циклонов показаны на рис. 23.

Рис. 23. Основные районы возникновения и пути движения тропических циклонов.

2.9.3.1. Признаки приближения тропического циклона

Если по каким-либо причинам на судно не принято предупреждение от ближайшего (или ближайших) метеорологического центра о тропическом циклоне, то его приближение к району плавания можно определить по следующим признакам:

1. По падению атмосферного давления более чем на 3 мбар в сутки.

2. По подходу крупной зыби. При медленном движении тропического циклона, волны зыби могут наблюдаться за один- два дня до его прихода. Если направление распространения волн зыби остается постоянным, то тропический циклон смещается непосредственно на район местонахождения судна. Если направление распространения волн зыби изменяется против часовой стрелки, то центр тропического циклона пройдет справа налево, если же по часовой стрелке, то он пройдет слева направо.

3. По появлению перистых облаков, вытянутых u-образны- ми полосами, причем, они не исчезают после захода и восхода солнца и бывают эффектно окрашены. Если направление полос перистых облаков не меняется с течением времени и суточный ход атмосферного давления нарушен, то тропический циклон движется на район нахождения судна. Если точка сходимости полос перистых облаков перемещается и атмосферное давление незначительно падает, не нарушая суточного хода, то тропический циклон пройдет мимо.

4. По установлению очень знойной и душной погоды с безоблачным небом и отличной видимостью.

2.9.3.2. Правила расхождения с тропическим циклоном

В каком бы положении по отношению к тропическому циклону судно не находилось, важно избежать попадания в его центральную часть (50 миль от центра). Лучше всего следовать по периферии тропического циклона, на расстоянии 500 миль от его центра. Для этого рекомендуется применять маневр «отворачивай навстречу» (рис. 24), что позволит пройти на безопасном расстоянии от центральной части тропического циклона.

Вперед
Оглавление
Назад

Некоторое время назад ученые и подумать не могли о том, что на поверхности планеты образуются около двухсот циклонов и порядка пятидесяти антициклонов, потому что многие из них оставались невидимыми из-за отсутствия метеостанций в тех районах, где они возникают. Но теперь есть спутники, которые фиксируют возникающие изменения. А что такое циклон и антициклон, и как они возникают?

Вначале, что такое циклон

Циклон представляет собой огромный атмосферный вихрь с низким давлением воздуха. В нем воздушные массы всегда перемешиваются против часовой стрелки на севере и по часовой стрелке на юге.

Говорят, что циклон - это такое явление, которое наблюдается на разных планетах, в числе которых и Земля. Оно возникает из-за вращения небесного тела. Это явление обладает огромной мощью и несет с собой сильнейшие ветра, осадки, грозы и другие явления.

Антициклон

В природе есть и такое понятие как антициклон. Не трудно догадаться, что это явление противоположное циклону. Для него характерно движение воздушных масс против часовой стрелки в южном полушарии и по часовой - в северном.

Антициклоны способны стабилизировать погоду. Над территорией после них устанавливается спокойная тихая погода: летом она жаркая, а зимой - морозная.

Циклоны и антициклоны

Так что такое циклон и антициклон? Это два явления, возникающих в верхних слоях атмосферы и несущие разную погоду. Общее у этих явлений только то, что они возникают над определенными территориями. К примеру, антициклоны чаще всего возникают над ледовыми полями. И чем больше территория льда, тем сильнее антициклон.

На протяжении долгих столетий ученые пытались определить, что такое циклон, каково его значение и на что он влияет. Ключевыми понятиями этого атмосферного явления считают воздушные массы и фронты.

Воздушные массы

На протяжении многих тысяч километров, горизонтальные воздушные массы имеют одинаковые свойства. Их делят на холодные, местные и теплые:

1. У холодных температура ниже, чем на поверхности, над которой они располагаются.
2. У теплых она больше, чем на той поверхности, где они находятся.
3. Местная масса - это воздух, температура которого ничем не отличается от той территории, которая располагается под ним.

Воздушные массы формируются над самыми разными участками Земли, что и определяет их особенности и различные свойства. Та территория, над которой образуются воздушные массы, дает им название.

К примеру, если они возникают над Арктикой, то им присваивают название арктических. Такой воздух холодный, с туманами, дымкой. Тропические же воздушные массы приносят тепло и приводят к формированию вихрей и смерчей, бурь.

Циклоны

Атмосферный циклон - это область пониженного давления. Он возникает из-за двух воздушных потоков с разной температурой. Центр циклона имеет минимальные атмосферные показатели: давление в его центральной части более низкое, а по краям - высокое. Создается впечатление, что воздушные массы выбрасываются вверх, тем самым образуя восходящие потоки воздуха.

По направлению движения воздушных масс ученые с легкостью определяют, в каком полушарии он образовался. Если его движение совпадает с часовой стрелкой, то он возник в Южном полушарии, а если воздух движется против нее - циклон пришел с Северного полушария.

В зоне действия циклона могут наблюдаться такие явления, как скопления облачных масс, резкие перепады температур, осадки, грозы, вихри.

Циклон, рожденный над тропиками

Тропические циклоны отличаются от тех, что возникают над другими территориями. Такие виды явлений носят самые разные названия: ураганы, тайфуны, арканы. Обычно тропические вихри большие - до трехсот миль и более. Они способны пригонять ветер со скоростью более 100 км/ч.

Отличительной особенностью этого атмосферного явления от других является то, что ветер разгоняется по всей территории циклона, а не только в определенных зонах, как это бывает с циклонами, возникающими в умеренном поясе. Главный признак приближения тропического циклона - это появление ряби на воде. Причем, она идет в противоположную сторону от ветра.

В 70-х годах прошлого столетия, на Бангладеш обрушился тропический циклон "Бхола", которому была присвоена третья категория из существующих пяти. У него была небольшая скорость ветра, но сопутствующий ему дождь стал причиной выхода из берегов реки Ганг, которая затопила все острова, смыв все поселения. В результате этой катастрофы погибло более 500 тысяч людей.

Шкалы циклонов

Любое действие циклона оценивается по шкале ураганов. В ней указывается категория, скорость ветра и штормовой прилив:

1. Первая категория считается самой легкой. При ней наблюдается ветер 34-44 м/с. Штормовой прилив не превышает двух метров.
2. Вторая категория. Для нее характерен ветер 50-58 м/с и штормовой прилив до 3 м.
3. Третья категория. Сила ветра может достигать 60 метров в секунду, а штормовой прилив - не более 4 м.
4. Четвертая категория. Ветер - до 70 метров в секунду, штормовой прилив - около 5,5 м.
5. Пятая категория считается самой сильной. К ней относят все циклоны с силой ветра от 70 метров в секунду и со штормовым приливом более 5,5 метров.

Одними из самых известных тропических ураганов пятой категории является «Катрина», который унес жизни почти 2000 человек. Также пятую категорию получили ураганы: «Вильма», «Рита», «Иван». Во время прохождения последнего по территории Америки, образовалось более ста семнадцати смерчей.

Стадии формирования циклонов

Характеристика циклона определяется во время прохождения его по территории. При этом уточняется его стадия формирования. Всего их четыре:

1. Первая стадия. Для нее характерно начало формирования вихря из воздушных потоков. На этой стадии происходит углубление: обычно этот процесс занимает около недели.
2. Молодой циклон. Тропический циклон в молодой стадии может идти в разных направлениях или же перемещаться в виде небольших воздушных масс на незначительные расстояния. В центральной части происходит падение давления, вокруг центра начинает формироваться плотное кольцо, радиусом около 50 км.
3. Стадия зрелости. Для нее характерно прекращение падения давления. На этой стадии скорость ветра достигает своего максимума и прекращает нарастать. Радиус штормовых ветров размещается в правой стороне циклона. Данная стадия может наблюдаться от нескольких часов до нескольких дней.
4. Затухание. Когда циклон выходит на сушу, начинается стадия затухания. В этот период ураган может идти сразу в двух направления, а может постепенно затухать, переходя в более легкие тропические вихри.

Кольца змеи

Циклоны (от греч. "кольцо змеи"), представляют собой вихри гигантских размеров, диаметр которых может достигать тысячи километров. Обычно они формируются в местах, где воздух с экватора сталкивается с идущими навстречу холодными потоками. Образующаяся между ними граница получила название атмосферного фронта.

Во время столкновения теплый воздух не дает пройти холодному. На этих участках происходит оттеснение, и воздушная масса вынуждена подниматься выше. В результате таких столкновений между массами повышается давление: часть теплого воздуха вынуждена отклониться в сторону, уступив напору холодного. Так возникает вращение воздушных масс.

Образующиеся вихри начинают захватывать новые воздушные массы, и те начинают движение. Причем движение циклона в центральной его части меньше, чем по периферии. В тех зонах, где вихрь движется резко, отмечаются сильные скачки атмосферного давления. В самом центре воронки образуется недостаток воздуха, и чтобы его хоть как-то восполнить, в центральную часть поступают холодные массы. Они начинают вытеснять теплый воздух вверх, где происходит его остывание, а находящиеся в нем капли воды конденсируются и образуют облака, из которых потом выпадают осадки.

Вихри могут прожить несколько дней или несколько недель. В некоторых регионах зафиксированы циклоны, возрастом почти год. Такое явление характерно для территорий с пониженным давлением.

Виды циклонов

Существуют самые разные виды вихрей, но не каждый из них несет разрушения. К примеру, там, где циклоны слабые, но очень ветрено, могут наблюдаться следующие явления:

• Возмущения. При этом явлении скорость ветра не превышает семнадцати метров в секунду.
• Шторм. В центре циклона скорость движения до 35 м/с.
• Депрессия. При этом виде скорость движения циклона составляет от семнадцати до двадцати метров в секунду.
• Ураган. При этом варианте скорость циклона превышает 39 м/с.

Ученые о циклонах

Ежегодно ученые всего мира фиксируют усиление тропических циклонов. Они становятся сильнее, опаснее, их активность растет. Из-за этого они встречаются не только в тропических широтах, но и в европейских странах, причем в нетипичное для них время. Чаще всего это явление наблюдается в конце лета и в начале осени. Пока еще циклоны не наблюдаются весной.

Одним из мощнейших вихрей, пронесшихся над странами Европы, был ураган «Лотар» 1999 года. Он был очень мощным. Метеорологи не могли зафиксировать его из-за выхода из строя датчиков. Этот ураган стал причиной гибели сотни людей и нанес серьезный урон лесным массивам.

Рекордные циклоны

В 1969 году возник ураган «Камила». За две недели он дошел от Африки до Америки и достиг силы ветра 180 км/час. После прохода через Кубу его сила ослабла на двадцать километров, и ученые считали, что пока он дойдет до Америки, то еще больше ослабнет. Но они ошиблись. После пересечения Мексиканского залива, ураган опять набрал силу. «Камиле» была присвоена пятая категория. Более 300 тысяч человек пропали без вести, тысячи получили ранения. Вот еще несколько печальных рекордсменов:

1. Самый рекордный по количеству жертв стал циклон «Бхола» 1970 года, унесший более 500 тысяч жизней. Потенциальное количество жертв может достигать миллиона.
2. На втором месте ураган «Нина», который убил более ста тысяч жителей Китая в 1975 году.
3. В 1982 году в центральной Америке бушевал ураган «Пол», унесший коло тысячи жителей.
4. В 1991 году на Филиппины обрушился циклон «Тельма», убивший несколько тысяч человек.
5. Самым страшным стал ураган «Катрина» 2005 года, унесший почти две тысячи жизней и нанесший урон почти на сто миллиардов долларов.

Ураган «Камила» является единственным, который вышел на сушу, сохранив всю свою мощь. Порывы ветра достигали 94 метров в секунду. Еще один рекордсмен по силе ветра зарегистрирован на острове Гуам. Тайфун имел силу ветра 105 метров в секунду.

Среди всех зафиксированных вихрей, самый большой диаметр имел «Тип», раскинувшийся более чем на 2100 километров. Самый мелкий тайфун - это «Марко», имеющий диаметр ветров всего 37 километров.

Если же судить по продолжительности жизни циклона, то дольше всего бушевал «Джон» в 1994 году. Он тянулся 31 день. Ему также принадлежит рекорд по длительности пройденного пути (13 000 километров).

Погода на территории нашей страны неустойчива. Особенно это проявляется в европейской части России. Это происходит из-за того, что встречаются разные воздушные массы: теплые и холодные. Воздушные массы отличаются по свойствам: температуре, влажности, запыленности, давлению. Атмосферная циркуляция позволяет воздушным массам перемещаться из одной части в другую. Там, где соприкасаются разные по свойствам воздушные массы, формируются атмосферные фронты .

Атмосферные фронты наклонены к поверхности Земли, их ширина достигает от 500 до 900 км, а в длину они простираются на 2000-3000 км. Во фронтальных зонах возникает поверхность раздела двух типов воздуха: холодного и теплого. Такая поверхность называется фронтальной . Как правило, эта поверхность наклонена в сторону холодного воздуха - он как более тяжелый располагается под ней. А теплый воздух, более легкий, располагается над фронтальной поверхностью (см. рис. 1).

Рис. 1. Атмосферные фронты

Линия пересечения фронтальной поверхности с поверхностью Земли образует линию фронта , которую кратко также называют фронтом .

Атмосферный фронт - переходная зона между двумя разнородными воздушными массами.

Теплый воздух, как более легкий, поднимается вверх. Поднимаясь, он охлаждается, насыщается водяными парами. В нем образуются облака и выпадают осадки. Поэтому прохождение атмосферного фронта всегда сопровождается выпадением осадков.

В зависимости от направления перемещения, движущиеся атмосферные фронты подразделяются на теплые и холодные. Теплый фронт образуется при натекании теплого воздуха на холодный. Линия фронта при этом перемещается в сторону холодного воздуха. После прохождения теплого фронта наступает потепление. Теплый фронт образует сплошную полосу облаков длиной в сотни километров. Идут затяжные моросящие дожди, и наступает потепление. Подъем воздуха при наступлении теплого фронта происходит более медленно по сравнению с холодным фронтом. Предвестником приближающегося теплого фронта служат образующиеся высоко в небе перистые и перисто-слоистые облака (см. рис. 2).

Рис. 2. Теплый атмосферный фронт ()

Образуется при подтекании холодного воздуха под теплый, при этом линия фронта перемещается в сторону теплого воздуха, который вытесняется наверх. Как правило, движется холодный фронт очень быстро. Это вызывает сильные ветры, обильные, часто ливневые осадки с грозами, а зимой метели. После прохождения холодного фронта наступает похолодание (см. рис. 3).

Рис. 3. Холодный фронт ()

Атмосферные фронты бывают стационарными и движущимися. Если воздушные потоки не перемещаются ни в сторону холодного, ни в сторону теплого воздуха вдоль линии фронта, такие фронты называются стационарными . Если воздушные потоки имеют скорость перемещения, перпендикулярную линии фронта, и перемещаются либо в сторону холодного, либо в сторону теплого воздуха, такие атмосферные фронты называются движущимися . Атмосферные фронты возникают, движутся и разрушаются примерно за несколько дней. Роль фронтальной деятельности в формировании климата более ярко выражена в умеренных широтах, поэтому для большей части России характерна неустойчивая погода. Самые мощные фронты возникают при соприкосновении основных типов воздушных масс: арктических, умеренных, тропических (см. рис. 4).

Рис. 4. Образование атмосферных фронтов на территории России

Зоны, отражающие их многолетние положения, называют климатическими фронтами . На границе между арктическим и умеренным воздухом, над северными районами России, формируется арктический фронт. Воздушные массы умеренных широт и тропическиеразделяет полярный умеренный фронт, который расположен преимущественно южнее границ России. Главные климатические фронты не образуют сплошных полос линий, а разбиты на отрезки. Многолетние наблюдения показали, что арктический и полярный фронты смещаются зимой к югу, а летом к северу. На востоке страны арктический фронт зимой достигает побережья Охотского моря. К северо-востоку от него господствует очень холодный и сухой арктический воздух. В европейской России арктический фронт перемещается не столь далеко. Здесь сказывается отепляющее воздействие Северо-Атлантического течения. Ветви полярного климатического фронта протягиваются над южными территориями нашей страны только летом, зимой они пролегают над Средиземным морем и Ираном и изредка захватывают Черное море.

Во взаимодействии воздушных масс принимают участие циклоны и антициклоны - крупные движущиеся атмосферные вихри, переносящие атмосферные массы.

Область низкого атмосферного давления с определенной системой ветров, дующих от краев к центру и отклоняющихся против часовой стрелки.

Область высокого атмосферного давления с определенной системой ветров, дующих от центра к краям и отклоняющихся по часовой стрелке.

Циклоны имеют внушительные размеры, простираются в тропосферу на высоту до 10 км, а в ширину до 3000 км. В циклонах давление увеличивается, а в антициклонах - понижается. В северном полушарии дующие к центру циклонов ветры отклоняются под воздействием силы осевого вращения земли вправо (воздух закручивается против часовой стрелки), а в центральной части воздух поднимается вверх. В антициклонах направленные к окраинам ветры отклоняются тоже вправо (воздух закручивается по часовой стрелке), а в центральной части воздух опускается из верхних слоев атмосферы вниз (см. рис. 5, рис. 6).

Рис. 5. Циклон

Рис. 6. Антициклон

Фронты, на которых зарождаются циклоны и антициклоны, почти никогда не бывают прямолинейными, для них характерны волнообразные изгибы (см. рис. 7).

Рис. 7. Атмосферные фронты (синоптическая карта)

В образовавшихся заливах теплого и холодного воздуха образуются вращающиеся волчки атмосферных вихрей (см. рис. 8).

Рис. 8. Образование атмосферного вихря

Постепенно они обособляются от фронта и начинают перемещаться и переносить воздух самостоятельно со скоростью 30-40 км/ч.

Атмосферные вихри живут до разрушения 5-10 дней. А интенсивность их образования зависит от свойств подстилающей поверхности (температуры, влажности). Ежедневно в тропосфере формируется несколько циклонов и антициклонов. В течение года их образуются сотни. Ежедневно наша страна находится под воздействием какого-либо атмосферного вихря. Поскольку в циклонах воздух поднимается вверх, с их приходом всегда связана пасмурная погода с осадками и ветрами, прохладная летом и теплая зимой. В течение всего времени пребывания антициклона господствует безоблачная сухая погода, жаркая летом и морозная зимой. Этому способствует медленное опускание воздуха вниз из более высоких слоев тропосферы. Опускающийся воздух нагревается и становится менее насыщенным влагой. В антициклонах ветры слабые, а во внутренних их частях наблюдается полное безветрие - штиль (см. рис. 9).

Рис. 9. Движение воздуха в антициклоне

В России циклоны и антициклоны приурочены к основным климатическим фронтам: полярному и арктическому. А также формируются на границе между морскими и континентальными воздушными массами умеренных широт. На западе России циклоны и антициклоны возникают и перемещаются в направлении общего переноса воздуха с запада на восток. На Дальнем Востоке в соответствии с направлением муссонов. При движении с западным переносом на востоке циклоны отклоняются к северу, а антициклоны - к югу (см. рис. 10). Поэтому пути прохождения циклонов в России чаще всего проходят по северным районам России, а антициклонов - по южным. В связи с этим атмосферное давление на севере России ниже, много дней подряд может быть ненастная погода, на юге больше солнечных дней, сухое лето и малоснежная зима.

Рис. 10. Отклонение циклонов и антициклонов при движении с запада

Районы прохождения интенсивных зимних циклонов: Баренцево, Карское, Охотское моря и северо-запад Русской равнины. Летом циклоны наиболее часты на дальнем Востоке и на западе Русской равнины. Антициклональные погоды преобладают весь год на юге Русской равнины, на юге Западной Сибири, а зимой над всей Восточной Сибирью, где устанавливается азиатский максимум давления.

Движение и взаимодействие воздушных масс, атмосферные фронты, циклоны и антициклоны изменяют погоду, влияют на нее. Данные об изменениях погоды наносятся на специальные синоптические карты для дальнейшего анализа погодных условий на территории нашей страны.

Движение атмосферных вихрей приводит к изменению погоды. Её состояние на каждый день фиксируется на специальных картах - синоптических (см. рис. 11).

Рис. 11. Синоптическая карта

Наблюдения за погодой осуществляются обширной сетью метеорологических станций. Затем результаты наблюдений передаются в центры гидрометеорологических данных. Здесь они обрабатываются, и информация о погоде наносится на синоптические карты. На картах показывают атмосферное давление, фронты, температуру воздуха, направление и скорость ветра, облачность и осадки. Распределение атмосферного давления свидетельствует о положении циклонов и антициклонов. Изучив закономерности протекания атмосферных процессов можно прогнозировать погоду. Точный прогноз погоды - исключительно сложное дело, поскольку трудно учесть весь комплекс взаимодействующих факторов в их постоянном развитии. Поэтому даже краткосрочные прогнозы гидрометцентра не всегда оправдываются.

Источник).).

Пылевая буря над аравийским морем ().

Циклоны и антициклоны ().

Домашнее задание

1. Почему в зоне атмосферного фронта выпадают осадки?
2. В чем главное отличие циклона от антициклона?

Барические образования у поверхности Земли в большинстве случаев перемещаются по направлению устойчивого воздушного потока над ними на высоте поверхности АТ 700 или АТ 500 со скоростью, пропорциональной скорости на соответствующей поверхности, т.е. по правилу ведущего потока.

В среднем коэффициент пропорциональности между скоростью ведущего потока и скоростью перемещения барических образований составляет 0.8 для АТ 700 и 0.6 для АТ 500 .

Но расчеты показывают, что коэффициент пропорциональности зависит от скорости ведущего потока (табл. 5.):

Табл. 5. Коэффициент пропорциональности в зависимости от скорости ведущего потока.

Правило ведущего потока приближенно отражает картину перемещения барических образований. Строго говоря, циклоны и антициклоны, перемещаясь в направлении ведущего потока, нередко отклоняются от направления изогипс на поверхности АТ 700 или АТ 500 .

Скорости перемещения циклонов колеблются в широких пределах. В начальной стадии развития низкие циклоны перемещаются со скоростью 40-50 км/час, а в некоторых случаях скорость увеличивается до 80-100 км/ч.

Активное перемещение циклонов происходит до тех пор пока над ними в средней тропосфере сохраняется устойчивый воздушный поток – ведущий поток. Наиболее часто перемещение циклона происходит от западной половины горизонта к восточной, в соответствии с направлением ведущего потока. Аномальность перемещения барических центров относительно ведущего потока, как показано выше, определяется рядом факторов, основным из которых является неравномерное локальное изменение градиента геопотенциала над перемещающимся центром.

Таким образом, в соответствии с основным западно-восточным переносом воздушных масс в атмосфере, восточная часть циклона является передней его частью, западная – тыловой. Отступления от этого правила имеются, если направление ведущего потока резко отличается от западно-восточного направления.

Когда циклоны становятся высокими (начиная с третьей стадии развития), то их скорость резко уменьшается. Заполняющиеся циклоны являются квазисимметричными и холодными. В средней тропосфере они имеют замкнутые изогипсы, т.е. ведущий поток определенного направления над центром циклона уже отсутствует, и циклоны, как правило, становятся малоподвижными (квазистационарными). При этом циклонический центр иногда описывает петлю.

	|	следующая лекция ==>

Циклоны всегда перемещаются. Под перемещением мы подразумеваем перемещение циклона как целого, независимо от дующих в нем ветров, которые в разных частях цик­лона имеют разные скорости и направления. Перемещение циклона как единой системы характеризуется перемещением его центра.

Циклоны перемещаются в направлении общего переноса воз­духа в средней и верхней тропосфере (говорят еще: в направле­нии ведущего потока). Такой общий перенос воздуха чаще всего происходит с запада на восток. Поэтому и циклоны чаще всего перемещаются от западной половины горизонта к восточной.

Но бывает и так, что высокие малоподвижные циклоны и антициклоны, простирающиеся на всю толщу тропосферы, располагаются таким образом, что изобары и течения на вы­сотах отклоняются от зонального направления. Тогда и по­движные циклоны, следуя этому незональному верхнему пере­носу, перемещаются с большой составляющей к югу или к се­веру. В редких случаях направление ведущего потока бывает даже восточным; тогда и циклон перемещается аномально, с востока на запад.

В отдельных случаях пути циклонов оказываются очень разнообразными и даже типовые пути над той или иной областью представляют собой довольно сложную картину. Но в среднем циклоны движутся с запада на восток с составляющей, на­правленной к высоким широтам. Поэтому наиболее глубокие циклоны наблюдаются, как сказано выше, в субполярных ши­ротах: в северном полушарии - на севере Атлантического и Тихого океанов, в южном полушарии - вблизи материка Антарк­тиды.

Скорость перемещения циклона на 25-35% меньше ско­рости ведущего потока. В среднем она имеет порядок величины 30-40 км/час. В отдельных случаях она может быть до 80 км/час и более. В поздней стадии жизни циклона, когда он уже заполняется, скорость перемещения уменьшается, иногда очень резко.

Хотя скорости циклонов и невелики, но за несколько суток своего существования циклон может переместиться на значи­тельное расстояние, порядка нескольких тысяч километров, меняя по пути режим погоды.

При прохождении циклона усиливается ветер и меняется его направление. Если циклон проходит через данное место своей южной частью, ветер меняется с южного на юго-западный и северо-западный. Если циклон проходит своей северной частью, ветер меняется с юго-восточного на восточный, северо-восточ­ный и северный. Таким образом, в передней (восточной) части циклона наблюдаются ветры с южной составляющей, в тыловой (западной) части - с северной составляющей. С этим связаны и колебания температуры при прохождении циклона.

Наконец, циклонические области характеризуются увеличен­ной облачностью и осадками. В передней части циклона осадки обложные, восходящего скольжения, выпадающие из облаков теплого фронта или фронта окклюзии. В тыловой части осадки ливневые, из кучево-дождевых облаков, свойственные холод­ному фронту, но главным образом холодным воздушным мас­сам, текущим в тылу циклона к низким широтам. В южной части циклона иногда наблюдаются моросящие осадки теплой воз­душной массы.

Приближение циклона часто можно заметить по падению давления и по первым облакам, появляющимся на западном го­ризонте. Это фронтальные перистые облака, движущиеся парал­лельными полосами. На взгляд, вследствие перспективы эти полосы кажутся расходящимися от горизонта. За ними идут перисто-слоистые облака, затем более плотные высоко-слоистые и, наконец, слоисто-дождевые с сопровождающими их разорванно-дождевыми. Потом, в тылу циклона, давление растет, а облачность принимает быстро меняющийся характер: кучевые и кучево-дождевые облака часто сменяются прояснениями.