ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.09.2020
Просмотров: 1768
Скачиваний: 5
Вследствие нисходящих движений в холодном воздухе в тылу циклона, холодный фронт движется быстрее тёплого фронта и со временем нагоняет его. На стадии заполнения циклона возникают комплексные фронты — фронты окклюзии, которые образуются при смыкании холодного и тёплого атмосферных фронтов. В системе фронта окклюзии взаимодействуют три воздушные массы, из которых тёплая уже не соприкасается с поверхностью Земли. Тёплый воздух в виде воронки постепенно поднимается вверх, а его место занимает холодный воздух, поступающий с боков. Поверхность раздела, возникающую при смыкании холодного и тёплого фронтов, называют поверхностью фронта окклюзии. С фронтами окклюзии связаны интенсивные осадки, летом — сильные грозы.
Смыкающиеся при окклюдировании воздушные массы обычно имеют разную температуру — одна может быть холоднее другой. В соответствии с этим, различают два типа фронтов окклюзии — фронты окклюзии типа тёплого фронта и фронты окклюзии типа холодного фронта.
В средней полосе России и СНГ зимой преобладают тёплые фронты окклюзии, так как в тылу циклона поступает морской умеренный воздух, который значительно теплее, чем континентальный умеренный воздух в передней части циклона. Летом здесь в основном наблюдаются холодные фронты окклюзии.
Барическое поле фронта окклюзии представлено хорошо выраженной ложбиной с V-образными изобарами. Перед фронтом на синоптической карте имеется область падения давления, связанная с поверхностью тёплого фронта, за фронтом окклюзии — область роста давления, связанная с поверхностью холодного фронта. Точка на синоптической карте, от которой расходятся остающиеся несомкнутыми участки тёплого и холодного фронтов в окклюдирующем циклоне — точка окклюзии. По мере окклюдирования циклона точка окклюзии смещается к его периферии.
В передней части фронта окклюзии наблюдаются перистые (Ci), перисто-слоистые (Cs), высоко-слоистые (As) облака, а в случае активных фронтов окклюзии — слоисто-дождевые (Ns). Если в окклюдировании участвует холодный фронт первого рода, то выше верхнего тёплого фронта может остаться часть облачной системы холодного фронта. Если же участвует холодный фронт второго рода, то за верхним тёплым фронтом наступает прояснение, но у нижнего холодного фронта может развиться вал кучево-дождевых облаков (Cb) уже в переднем холодном воздухе, вытесняемом более холодным тыловым клином. Таким образом, выпадение осадков из высоко-слоистых и слоисто-дожевых облаков (As-Ns), если оно происходит, может начинаться до выпадения ливневых осадков, или одновременно с прохождением нижнего холодного фронта, либо после его прохождения; осадки могут выпадать по обе стороны от нижнего фронта, а переход от обложных осадков к ливневым, если он имеет место, происходит не впереди нижнего фронта, а в непосредственной близости к нему.
Сближающиеся системы облаков тёплого и холодного фронтов в основном состоят из As-Ns. В результате сближения возникает мощная облачная система Cs-As-Ns с наибольшей толщиной у верхнего холодного фронта. В случае молодого фронта окклюзии облачная система начинается с Ci и Cs, которые переходят в As, затем в Ns. Иногда за Ns могут наблюдаться Cb, за которыми вновь идут Ns. Слабое восходящее скольжение тылового воздуха вдоль поверхности окклюзии может привести к образованию вдоль нее облаков типа слоистых и слоисто-кучевых (St-Sc), не достигающих уровня ледяных ядер. Из них перед нижним тёплым фронтом будут выпадать моросящие осадки. В случае старого тёплого фронта окклюзии облачная система состоит из перисто-слоистых (Cs) и высоко-кучевых (Ac) облаков, иногда к ним присоединяются высоко-слоистые (As); осадки могут отсутствовать.
31. Модель ОЦА: полярное, умеренное, тропическое звено.
Общая циркуляция атмосферы — совокупность крупномасштабных воздушных течений над земной поверхностью. В тропосфере к ним относят пассаты, муссоны, а также переносы воздушных масс, связанные с циклонами и антициклонами. Циркуляция атмосферы существует из-за неравномерного распределения атмосферного давления, вызванного тем, что на разных широтах Земли её поверхность по-разному прогревается солнцем и земная поверхность имеет различные физические свойства, особенно из-за её разделения на сушу и море. В результате обмена теплом между земной поверхностью и атмосферой из-за неравномерного распределения тепла, существует постоянная циркуляция атмосферы. Энергия циркуляции атмосферы постоянно расходуется на трение, но непрерывно пополняется за счёт солнечного излучения. В наиболее прогреваемых местах нагретый воздух имеет меньшую плотность и поднимается вверх, таким образом образуется зона пониженного атмосферного давления. Аналогичным образом образуется зона повышенного давления в более холодных местах. Движение воздуха происходит из зоны высокого атмосферного давления в зону низкого атмосферного давления. Так как чем ближе к экватору и дальше от полюсов расположена местность, тем лучше она прогревается, в нижних слоях атмосферы существует преобладающее движение воздуха от полюсов к экватору. Однако, Земля также вращается вокруг своей оси, поэтому на движущийся воздух действует сила Кориолиса и отклоняет это движение к западу. В верхних слоях тропосферы образуется обратное движение воздушных масс: от экватора к полюсам. Его кориолисова сила постоянно отклоняет к востоку, и чем дальше, тем больше. И в районах около 30 градусов северной и южной широты движение становится направленным с запада на восток параллельно экватору. В результате попавшему в эти широты воздуху некуда деваться на такой высоте, и он опускается вниз к земле. Здесь образуется область наиболее высокого давления. Таким образом образуются пассаты — постоянные ветры, дующие по направлению к экватору и на запад, и так как заворачивающая сила действует постоянно, при приближении к экватору пассаты дуют почти параллельно ему. Воздушные течения верхних слоёв, направленные от экватора к тропикам, называются антипассатами. Пассаты и антипассаты как бы образуют воздушное колесо, по которому поддерживается непрерывный круговорот воздуха между экватором и тропиками. В течение года эта зона смещается от экватора в более нагретое летнее полушарие. В результате в некоторых местах, особенно в бассейне Индийского океана, где основное направление переноса воздуха зимой — с запада на восток, летом оно заменяется противоположным. Такие переносы воздуха называются тропическими муссонами. Циклоническая деятельность связывает зону тропической циркуляции с циркуляцией в умеренных широтах и между ними происходит обмен тёплым и холодным воздухом. В результате междуширотного обмена воздухом происходит перенос тепла из низких широт в высокие и холода из высоких широт в низкие, что приводит к сохранению теплового равновесия на Земле.
На самом деле циркуляция атмосферы непрерывно изменяется, как из-за сезонных изменений в распределении тепла на земной поверхности и в атмосфере, так и из-за образования и перемещения в атмосфере циклонов и антициклонов. Циклоны и антициклоны перемещаются в общем по направлению к востоку, при этом циклоны отклоняются в сторону полюсов, а антициклоны — в сторону от полюсов.
Таким образом образуются:
зоны повышенного давления:
по обе стороны от экватора на широтах около 35 градусов;
в районе полюсов на широтах выше 65 градусов .
зоны пониженного давления:
экваториальная депрессия — вдоль экватора;
субполярные депрессии — в субполярных широтах.
Этому распределению давления соответствуют западный перенос в умеренных широтах и восточный перенос в тропических и высоких широтах. В Южном полушарии, зональность циркуляции атмосферы выражена лучше, чем в Северном, так как там в основном океаны. Ветер в пассатах изменяется слабо и эти изменения мало меняют характер циркуляции. Но иногда (в среднем около 80 раз в год[14]) в некоторых районах внутритропической зоны конвергенции («промежуточная зона примерной ширины в несколько сотен км между пассатами Северного и Южного полушарий»[15]), развиваются сильнейшие вихри — циклоны тропические (тропические ураганы), которые резко, даже катастрофически, меняют установившийся режим циркуляции и погоду на своём пути в тропиках, а иногда даже за их пределами. Во внетропических широтах циклоны менее интенсивны, чем тропические. Развитие и прохождение циклонов и антициклонов — явление повседневное. Меридиональные составляющие циркуляции атмосферы, связанные с циклонической деятельностью во внетропических широтах, быстро и часто меняются. Однако бывает, что в течение нескольких суток и иногда даже недель обширные и высокие циклоны и антициклоны почти не меняют своё положение. Тогда происходят противоположно направленные длительные меридиональные переносы воздуха, иногда во всей толще тропосферы, которые распространяются над большими площадями и даже над всем полушарием. Поэтому во внетропических широтах различают два основных типа циркуляции над полушарием или большим его сектором: зональный, с преобладанием зонального, чаще всего западного переноса, и меридиональный, со смежными переносами воздуха по направлению к низким и высоким широтам. Меридиональный тип циркуляции осуществляет значительно больший междуширотный перенос тепла, чем зональный.[16]
Циркуляция атмосферы также обеспечивает распределение влаги как между климатическими поясами, так и внутри них. Обилие осадков в экваториальном поясе обеспечивается не только собственным высоким испарением, но и переносом влаги (благодаря общей циркуляции атмосферы) из тропических и субэкваториальных поясов. В субэкваториальном поясе циркуляция атмосферы обеспечивает смену сезонов. Когда муссон дует с моря, идут обильные дожди. Когда муссон дует со стороны засушливой суши, наступает сезон засухи. Тропический пояс суше, чем экваториальный и субэкваториальный, так как общая циркуляция атмосферы переносит влагу к экватору. Кроме того, преобладают ветры с востока на запад, поэтому благодаря влаге, испарённой с поверхности морей и океанов, в восточных частях материков выпадает достаточно много дождей. Дальше на запад дождей не хватает, климат становится аридным. Так образуются целые пояса пустынь, таких как Сахара или пустыни Австралии.
32. Географическое распределение атмосферного давления. Центры действия атмосферы: постоянные, сезонные.
Используя карты изобар января и июля, провести анализ географического распределения атмосферного давления по земному шару, объяснить, чем вызвано такое распределение.
Атмосферное давление распределяется по Земле зонально.В январе в приэкваториальной части земной поверхности, где всегда тепло, легкий, теплый воздух поднимается вверх, в результате вдоль экватора образуется область низкого давления, которая наиболее выражена над материками (Южно-Африканская депрессия, Южно-Американская и Австралийская депрессии).
В тропические широты (около 30°) нагретый экваториальный воздух приходит поверху и, охлаждаясь, опускается вниз, формируя нисходящие потоки. В результате в этих широтах формируются области повышенного атмосферного давления, антициклоны (Азорский, Северо-Тихоокеанский, Южно-Тихоокеанский, Южно-Атлантический, Южно-Индийский).
В умеренных и субарктических широтах северного полушария изобары искривляются согласно расположению континентальных антициклонов (Азиатского максимума, Канадского антициклона, Североамериканского антициклона).
В южном полушарии антициклоны формируются над холодными областями океанов – Южно-Тихоокеанский, Южно-Атлантический, Южно-Индийский антициклоны. Эти регионы характеризуются повышенным давлением. Далее к югу наблюдается понижение давления, которое достигает минимальных значений (менее 988 мбар) в Субантарктической депрессии, сформированной движением теплого антициклона с запада на восток вдоль побережья Антарктиды. Над поверхностью Антарктиды образуется гигантский антициклон (Антарктический антициклон), который обеспечивает в регионе сухую холодную погоду с низкими температурами.
В июле тропическая область низкого давления смещается к Евразии из-за нагревания материка, образуя Азиатскую депрессию над Афганистаном. Благодаря прогреванию материков северного полушария, над ними в целом устанавливается низкое атмосферное давление, а области высокого давления смещаются в Атлантический и Тихий океаны (Азорский и Северо-Тихоокеанский антициклоны).
В южном полушарии в июле устанавливаются зимние антициклоны, принося холодные массы воздуха от океанских максимумов к материкам.Минимальное давление приурочено к Субантарктической депрессии, а над Антарктидой также без изменения остается антициклон.
Выделить области пониженного и повышенного давления.
В континентальном климате внутри материков выражены сезонные колебания давления с большой амплитудой: летом над ними формируются области пониженного давления (с центром в Азиатском циклоне), а зимой – антициклоны (Азиатский максимум над Сибирью, Североамериканский – над США).
Области повышенного давления: над океанами южного полушария , такие как Южно-Атлантический, Южнотихоокеанический и Южно-Индийский Антициклон имеют постоянный характер. А вот такие образования с повышенным атмосферным давлением как Северо-Тихоокеанический и Азорский антициклоны имеют сезонный характер и приурочены к теплому времени года. (Это связано с тем, что над океаном температура значительно ниже, чем над разогретой солнечной радиацией территорией суши, следовательно, и барические значение будут высокие)
Есть так же области повышенного давления, которые не изменяются сезонно. Такое образование как Антарктический антициклон.
Выделить постоянные и сезонные барические области.
Постоянные годовые области повышенного давления (антициклоны) расположены над Антарктидой (Антарктический антициклон), над южными частями океанов (Южно-Тихоокеанский, Южно-Атлантический, Южно-Индийский), а также к западу от материков северного полушария (Азорский, Северо-Тихоокеанский антициклоны). Постоянная пониженная депрессия расположена у берегов Антарктиды (Субантарктическая)..
К сезонным барическим областям относятся:
Зимние: Азиатский максимум, Алеутская депрессия, Северно-Американский антициклон, Канадский антициклон, Южно-Американская депрессия, Южно-Африканская депрессия, Австалийская депрессия
Летние: Азиатская депрессия.
Выявить различия распределения атмосферного давления января и июля.
Распределение атмосферного давления в первую очередь от температуры воздуха, следовательно, при изучении давления в северном полушарии можно учитывать, что зимой над континентальными внутренними частями суши будет повышенное давление, и наблюдается «полоса» высокого давления, которая постоянна над большей частью поверхности северного полушария. А летом, когда температура над материками увеличивается, над материками образовывается циклонические образования, в то время как над океаном в северном полушарии, образовываются антициклоны. Например, зимой над Азией образуется Азиатский антициклон, а летом наоборот – циклон.
Над экватором, вследствие неизменности температур (годовой ход температур мало отличается), наблюдается полоса «постоянного» давления, а из-за высокой среднегодовой температуры, здесь наблюдается постоянно низкое давление. Однако, во время летнего прогревания территории средней Азии, азиатский минимум давления будет «брать» на себя максимально низкие значения давления, и поэтому давление на экваторе несколько будет выше, чем в зимний период.
В южном полушарии мы будем наблюдать относительное постоянство режима. Над территориями океанов и летом и зимой будет наблюдаться постоянно высокие значения давления. Различаться зимние и летние значения атмосферного давления будут лишь над территорией суши. Так, в частности, над Австралией, югом Африки и Ю. Америкой в июле установятся высокие значения давления, так как температура на этих территориях будет низкой вследствие погодных условий. Следовательно, противоположную картину мы будем наблюдать в январе месяце, где давление над этими материками будет много ниже, чем в указанный выше месяц.
Над Антарктидой устанавливается постоянный антициклон, за счет низких температурных величин. Океан, выделяемый как Южный, граничит с Антарктидой, и его температуры по сравнению с температурами самого южного материка будут заметно выше, что и найдет свое отражение в образовании циклонического пояса возле антициклонической области Антарктиды.