ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.09.2020
Просмотров: 1729
Скачиваний: 5
Цикло́н — атмосферный вихрь огромного (от сотен до нескольких тысяч километров) диаметра с пониженным давлением воздуха в центре.
Воздух в циклонах циркулирует против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке в южном. Кроме того, в воздушных слоях на высоте от земной поверхности до нескольких сот метров, ветер имеет слагаемое, направленное к центру циклона, по барическому градиенту (в сторону убывания давления). Величина слагаемого уменьшается с высотой.
Циклон — не просто противоположность антициклону, у них различается механизм возникновения. Циклоны постоянно и естественным образом появляются из-за вращения Земли, благодаря силе Кориолиса. Следствием теоремы Брауэра о неподвижной точке является наличие в атмосфере как минимум одного циклона или антициклона.
Различают два основных вида циклонов — внетропические и тропические. Первые образуются в умеренных или полярных широтах и имеют диаметр от тысячи километров в начале развития, и до нескольких тысяч в случае так называемого центрального циклона. Среди внетропических циклонов выделяют южные циклоны, образующиеся на южной границе умеренных широт (средиземноморские, балканские, черноморские, южнокаспийские и т. д.) и смещающиеся на север и северо-восток. Южные циклоны обладают колоссальными запасами энергии; именно с южными циклонами в средней полосе России и СНГ связаны наиболее сильные осадки, ветры, грозы, шквалы и другие явления погоды.
Тропические циклоны образуются в тропических широтах и имеют меньшие размеры (сотни, редко — более тысячи километров), но бо́льшие барические градиенты и скорости ветра, доходящие до штормовых. Для таких циклонов характерен также т. н. «глаз бури» — центральная область диаметром 20—30 км с относительно ясной и безветренной погодой. Тропические циклоны могут в процессе своего развития превращаться во внетропические. Ниже 8—10° северной и южной широты циклоны возникают очень редко, а в непосредственной близости от экватора — не возникают вовсе.
Циклоны возникают не только в атмосфере Земли, но и в атмосферах других планет. Например, в атмосфере Юпитера уже многие годы наблюдается так называемое Большое красное пятно, которое является, по всей видимости, долгоживущим антициклоном. Однако циклоны в атмосферах других планет изучены недостаточно.
Антицикло́н — область повышенного атмосферного давления с замкнутыми концентрическими изобарами на уровне моря и с соответствующим распределением ветра. В низком антициклоне — холодном, изобары остаются замкнутыми только в самых нижних слоях тропосферы (до 1,5 км), а в средней тропосфере повышенное давление вообще не обнаруживается; возможно также наличие над таким антициклоном высотного циклона.
Высокий антициклон — теплый и сохраняет замкнутые изобары с антициклонической циркуляцией даже и в верхней тропосфере. Иногда антициклон бывает многоцентровым. Воздух в антициклоне в северном полушарии движется, огибая центр по часовой стрелке (то есть отклоняясь от барического градиента вправо), в южном полушарии — против часовой стрелки. Для антициклона характерно преобладание ясной или малооблачной погоды. Вследствие охлаждения воздуха от земной поверхности в холодное время года и ночью в антициклоне возможно образование приземных инверсий и низких слоистых облаков (St) и туманов. Летом над сушей возможна умеренная дневная конвекция с образованием кучевых облаков. Конвекция с образованием кучевых облаков наблюдается и в пассатах на обращенной к экватору периферии субтропических антициклонов. При стабилизации антициклона в низких широтах возникают мощные, высокие и теплые субтропические антициклоны. Стабилизация антициклонов происходит также в средних и в полярных широтах. Высокие малоподвижные антициклоны, нарушающие общий западный перенос средних широт, называются блокирующими.
Синонимы: область высокого давления, область повышенного давления, барический максимум.
Антициклоны достигают размера несколько тысяч километров в поперечнике. В центре антициклона давление обычно 1020—1030 мбар, но может достигать 1070—1080 мбар. Как и циклоны, антициклоны перемещаются в направлении общего переноса воздуха в тропосфере, то есть с запада на восток, отклоняясь при этом к низким широтам. Средняя скорость перемещения антициклона составляет около 30 км/ч в Северном полушарии и около 40 км/ч в Южном, но нередко антициклон надолго принимает малоподвижное состояние.
Признаки антициклона:
Ясная или малооблачная погода
Отсутствие ветра
Отсутствие осадков
Устойчивый характер погоды (заметно не меняется во времени, пока существует антициклон)
В летний период антициклон приносит жаркую малооблачную погоду. В зимний период антициклон приносит сильные морозы, иногда также возможен морозный туман.
Важной особенностью антициклонов является образование их на определённых участках. В частности, над ледовыми полями формируются антициклоны. И чем мощнее ледовый покров, тем сильнее выражен антициклон; именно поэтому антициклон над Антарктидой очень мощный, а над Гренландией маломощный, над Арктикой — средний по выраженности. Мощные антициклоны также развиваются в тропическом поясе.
Интересным примером резких изменений в формировании различных воздушных масс служит Евразия. В летнее время над её центральными районами формируется область низкого давления, куда засасывается воздух с соседних океанов. Особенно сильно это проявляется в Южной и Восточной Азии: бесконечная вереница циклонов несет влажный тёплый воздух вглубь материка. Зимой ситуация резко меняется: над центром Евразии формируется область высокого давления — Азиатский максимум, холодные и сухие ветры из центра которого (Монголия, Тыва, Юг Сибири), расходящиеся по часовой стрелке, разносят холод вплоть до восточных окраин материка и вызывают ясную, морозную, практически бесснежную погоду на Дальнем Востоке, в Северном Китае. В западном направлении антициклоны влияют менее интенсивно. Резкие снижения температуры возможны только, если центр антициклона переместится к западу от точки наблюдения, потому что ветер меняет направление с южного на северный. Подобные процессы часто наблюдаются на Восточно-Европейской равнине.
Крупнейший антициклон в Солнечной системе — Большое красное пятно на Юпитере.
Вся система воздушных течений над земным шаром называется общей циркуляцией атмосферы. Причиной движения воздуха в атмосфере является разница давления над земной поверхностью, что обусловлено неравномерностью распределения солнечной радиации и неоднородностью подстилающей поверхности.
На земле действуют постоянные ветры, дующие всегда в одном направлении — от поясов высокого давления к поясам низкого давления.
Низкое давление над экватором объясняется тем, что здесь сильно нагретый легкое воздух постоянно поднимается вверх. В верхних слоях тропосферы оно растекается в направлении полюсов, охлаждается и примерно над ЗО "с с.ш. и ю.ш. начинает опускаться. Здесь возникают тропические пояса высокого давления. Формируются постоянные ветры, дующие от 30 ° с. Ш до экватора (северная-восток ни пассаты) и от 30 ю.ш. к экватору (юго-восточные пассаты.
В умеренных широтах дуют преимущественно западные ветры, их образования объясняется тем, что от тропических поясов высокого давления ветра направлены не только к экватору, но и к полюсам, поскольку около 65 с. ш. и юж. ш. находятся пояса низкого давления. Вследствие вращения Земли эти ветры отклоняются от своего меридионального направления вправо (в Северном полушарии) и влево (в Южном полушарии). Так образуется мощное западное переноски.
Над обоими полюсами Земли воздух холодный и тяжелый. Здесь формируются пояса высокого давления. Отсюда ветры направлены в 65 с. ш. и 65 ° ю. ш. Под влиянием вращения Земли они превращаются в северо-восточные (в Северном полушарии) и в юго-восточные (в Южном полушарии) ветры,
Общая схема движения воздушных масс усложняется и муссонной циркуляцией, лучше всего выраженной на востоке Евразии. На общую циркуляцию атмосферы всего влияют циклоны и антициклоны. Они могут достигать в диаметре нескольких тысяч километров.
На Земле существует и местная циркуляция. Она охватывает небольшие территории. Среди местных ветров наиболее известны бризы, возникающие на побережье морей. Дневной бриз дует с моря на суше, ночной — наоборот.
Циклоны и антициклоны являются замкнутыми областями соответственно низкого и высокого давления — своеобразными атмосферными вихрями восходящего и нисходящего потоков воздуха.
Циклон — крупномасштабный атмосферный вихрь с пониженным давлением в центре и восходящими потоками воздуха. В Северном полушарии циклон имеет общее вращение против часовой стрелки. Циклон умеренных широт достигает в диаметре 1000—3000 км. С циклоном связаны большие области облаков и осадков. Зимой с приходом циклона наступает потепление, летом — снижение температуры воздуха.
Антициклон — область повышенного атмосферного давления с максимальным давлением в центре и нисходящим потоками воздуха. Растекаясь у поверхности земли, воздуха предоставляет антициклона в Северном полушарии вращение по часовой стрелке. Антициклоны достигают в диаметре тысяч километров. Для антициклона характерны ясные погоды, отсутствие облачности и осадков. В центре антициклона — штиль. Зимой с антициклоном в умеренных широтах связано резкое понижение температуры (вследствие ночного вихолоджування земной поверхности). Летом, наоборот, с антициклоном связано повышение температур (благодаря поступлению прямой солнечной радиации в течение долгого дня).
Атмосферный фронт — переходная зона между двумя воздушными массами с различными физическими свойствами. Атмосферный фронт называется теплым, если теплый воздух наступает на холодное, вытесняя его. С теплым фронтом обычно связано потепление, восходящее скольжение теплого воздуха по отступающим холодном, образование слоисто-дождевых облаков с обложнимы осадками.
Холодный атмосферный фронт возникает в случае, если холодный воздух вытесняет теплый. С холодным фронтом обычно связано похолодание, усиление ветра, увеличение прозрачности воздуха. В результате подъема теплого воздуха по клину холодного возникают кучево-дождевые облака и осадки — летом ливневого характера, с грозами, градом.
35. Муссоны. Тропические и внетропические муссоны.
Под муссонами понимают достаточно устойчивые воздушные течения сезонного характера, меняющие направление от зимы к лету на противоположное или близкое к противоположному.
Понятие о муссоне всегда есть понятие о паре муссонов (нельзя говорить, например, о летнем муссоне, если нет соответствующего муссона зимой).
Обычно считается, что возникновение муссонов связано с сезонными температурными контрастами между сушей и морем и что зимний муссон всегда сухой, а летний всегда влажный (приносит осадки). Как показал С. П. Хромов, такие представления не могут рассматриваться как безоговорочно правильные
Смена муссонов зависит, очевидно, от смены барического режима, но последняя не связана только с термическими различиями между материками и океанами. В этом отношении следует различать муссоны тропические и внетропические.
Тропические муссоны возникают по причине термических различий между летним и зимним полушарием; распределение суши и моря только усиливает, осложняет или стабилизирует это явление. В январе в северном полушарии располагается почти непрерывная цепь антициклонов: над океанами — постоянных субтропических, над материками — сезонных. В то же время в южном полушарии лежит сдвинутая туда экваториальная депрессия. В результате образуется перенос воздуха из северного полушария в южное. В июле, при обратном соотношении барических систем, происходит перенос воздуха через экватор из южного полушария в северное. Таким образом, тропические муссоны — это не что иное, как пассаты, которые в некоторой близкой к экватору полосе приобретают новое свойство — сезонную смену генерального направления. При помощи тропических муссонов осуществляется обмен воздуха между полушариями, а не между сушей и морем, тем более, что в тропиках термический контраст между сушей и морем вообще невелик. Так, например, муссонное течение, зарождающееся в антициклоне над северной Австралией и идущее в Азию, направляется, в сущности, с одного материка на другой; океан в данном случае служит лишь промежуточной территорией. Муссоны в Африке есть обмен воздуха между сушей одного и того же материка, лежащей в разных полушариях, а над частью Тихого океана муссон дует с океанической поверхности одного полушария на океаническую поверхность другого.
Область распространения тропических муссонов вся лежит между 20° с. ш. и 15° ю. ш. Она охватывает тропическую Африку к северу от экватора, восточную Африку к югу от экватора, южную Аравию, Индийский океан до Мадагаскара на западе и до северной Австралии на востоке, Индостанский полуостров, Индокитай, Индонезию (без Суматры), восточный Китай, а в Южной Америке Колумбию с примыкающими к ней странами.
Иное дело внетропические муссоны, в образовании которых решающую роль играет термический контраст между сушей и морем. Здесь муссоны возникают между сезонными антициклонами и депрессиями, одни из которых лежат на материке, другие на океане. Так, зимний муссон Дальнего Востока есть следствие взаимодействия антициклона над Азией (с центром в Монголии) и постоянной алеутской депрессии; летний — следствие антициклона над северной частью Тихого океана и депрессии над внетропической частью азиатского материка. Вместе с тем все эти депрессии и антициклоны — не какие-нибудь особые образования, а связаны с циклонической деятельностью; следовательно, и муссон надлежит рассматривать здесь как последовательность переносов воздуха в процессе этой циклонической деятельности.
Внетропические муссоны лучше всего выражены на Дальнем Востоке (включая Камчатку), в Охотском море, в Японии, на Аляске и на побережье Северного Ледовитого океана.
Таким образом, муссоны не имеют самостоятельного происхождения. Они всегда являются лишь особой формой либо пассатного переноса, либо циклонической деятельности и, стало быть, не только не отличаются по своей природе от пассатов или циклонических течений, но, напротив, самым тесным образом генетически с ними связаны.
Муссоны создают характерный режим погоды, но не везде одинаковый: зимний муссон не всегда сухой, летний не всегда влажный. И в Малайском архипелаге, и в Японии, и на Дальнем Востоке климат муссонный; в первом атмосферные осадки распределены в году равномерно, в Японии зима вовсе не сухая, а на Дальнем Востоке между сухой зимой и богатым осадками летом существует очень большой контраст.
36. Местные ветра: бризы, горно-долинные, фен, бора, ледниковые, стоковые.
Местные ветры — ветры, отличающиеся какими-либо особенностями от главного характера общей циркуляции атмосферы, но, как и постоянные ветры, закономерно повторяющиеся и оказывающие заметное влияние на режим погоды в ограниченной части ландшафта или акватории.
К местным ветрам относятся бриз, меняющий своё направление дважды в сутки, горно-долинные ветры, бора, фён, суховей, самум и многие другие[1].
Возникновение местных ветров связано главным образом с разностью температурных условий над крупными водоемами (бризы) или горами, их простиранием относительно общих циркуляционных потоков и расположением горных долин (фен, бора, горно-долинные), а также с изменением общей циркуляции атмосферы местными условиями (самум, сирокко, хамсин). Некоторые из них по существу являются воздушными течениями общей циркуляции атмосферы, но в определённом районе они обладают особыми свойствами, и потому их относят к местным ветрам и дают им собственные названия.