Антициклоны и циклоны на карте: Карта циклонов России — онлайн карта от Погода 1

Циклон и Антициклон. Что это такое, как запомнить? Обозначения и определения

Циклон и Антициклон – как легко запомнить

• Циклон в географии – это воздушные массы, которые закручиваются в вихрь и поднимаются вверх от поверхности Земли. В центре циклона-вихря образуется низкое давление атмосферного воздуха.

Введем правило правого винта, по-другому – правило буравчика. Располагаем винт перпендикулярно к плоскости земли. В этом случае циклоном будет вращение винта против часовой стрелки (то есть выкручивание), направление вращения винта указывает на движения воздушных масс, то есть вверх от земной плоскости. Раз воздух поднимается вверх и не давит на землю – возникает зона низкого давления.

Рис. 1. Воздушные массы циклон. Схема и циркуляция атмосферного воздушного вихря

• Антициклон в географии – это массы воздуха, которые формируют закручивающийся вихрь и опускаются вниз к поверхности Земли. В центре антициклона-вихря возникает высокое атмосферное давление.

Применяя правило правого буравчика, антициклон – вращение винта по часовой стрелке, то есть – вкручивание. Направление вращения правого винта указывает направление вращения воздуха в вихре антициклона. Массы воздуха с силой опускаются к поверхности земли – образуется зона высокого давления.

Рис. 2. Воздушные массы антициклона – схема циркуляции и направление ветра

Как легко запомнить, что такое циклон или антициклон?

Таблица по географии циклоны и антициклоны

Антициклоны (условное обозначение “В”)	Воздушный вихрь по часовой стрелки	буравчик вкручивается с силой в землю	Зона высокого давления в центре	Воздух опускается вниз, рассеивается облачность, устанавливается ясная погода, жаркая летом, холодной зимой
Циклон (условное обозначение “Н”)	Воздушный вихрь против часовой стрелки	буравчик выкручивается из земли	Зона низкого давления в центре	Воздух поднимается в верх, конденсируется, образуется облачность и дожди летом и снегопады зимой

Что такое антициклон и циклон в географии, их определения

Так что такое антициклон и циклон в географии – это явление вихрей атмосферных воздушных масс, которые зависят от климатических параметров нашей планеты.

Определение циклона и антициклона – это атмосферные вихри с областями низкого давления и высокого соответственно.

Раздел географии “Циклоны и антициклоны” изучают в 8 классе. Единственное, что еще следует помнить – в Южном полушарии направление циркуляции воздуха в вихревом потоке сменяется на противоположное.

Циклон и антициклон обозначения

Как обозначается циклон и антициклон?

Запомнить обозначения атмосферных вихрей на картах просто – смотри рис. 3.

рис. 3. Циклон антициклон обозначение на карте Раздел: Циклон и антициклон, атмосферные фронта, синоптические карты

Как антициклоны показаны на картах? Условные знаки

Как антициклоны показаны на картах?

Карта погоды составлена на 7 марта. В каком из перечисленных населённых пунктов, показанных на карте, на следующий день наиболее вероятно существенное потепление?

1) Чита
2) Новосибирск
3) Томск
4) Ямбург

Какой из перечисленных населённых пунктов, показанных на карте, находится в зоне действия антициклона? 4FD10C 64стр

1) Новосибирск

2) Салехард
3) Чита
4) Ямбург

Правильный ответ: 1 и 2 части вопроса – Томск и Чита

Пояснение:

---

• 1 часть вопроса. Как мы помним из курса географии за 8 класс, потепление – смена холодных воздушных масс на теплые. Границей раздела воздушных масс – воздушный фронт между теплым воздухом и холодным. В данном случае, рассматривается направление движения таких фронтов. Учитывая, что в вопросе говориться о потеплении – в условных знаках находим обозначение теплого воздушного фронта. На карте направление теплого фронта определяется положением фигур – по два закрашенных полукруга. Фронт теплого воздуха движется с Запада на Восток и Юго-Запада на Северо-Восток у южных границ России. В Новосибирске уже установилось потепление и на 7 марта температура воздуха составляет -8°С…-3°С. Перед этим фронтом по карте, в Томске температура воздушных масс составляет -16°С…-11°С. Происходит смена холодных воздушных масс на теплые. В Ямбурге такая смена воздушных поток уже произошла и на момент ожидается похолодание. В направлении этого города движутся холодные воздушные массы.
• 2 часть вопроса. Антициклон показан на карте буквой “В”, значение слова – “высокий”, “высокое”, например – высокое атмосферное давление. В зоне действия антициклона “В” – область высокого атмосферного давления, расположен город Чита, из предложенных вариантов.
• Дополнительно: Города Ямбург, Салехард попали в область низкого воздушного давления – “Н”. Эти города располагаются в зоне действия циклона.

Раздел: Природа Земли и человек — Решаем ОГЭ с ФИПИ

Атмосферные фронты.Циклоны. Антициклоны

В пограничной полосе 2-х соседних воздушных масс формируется атмосферные фронты. Атмосферный фронт – переходная зона между двумя воздушными массами с различными физическими свойствами. Атмосферный фронт между движущимися воздушными массами пересекается с плоскостью горизонта под углом менее 1º, имеет ширину в горизонтальной плоскости в десятки километров и толщину по вертикали порядка сотен метров. Длина атмосферного фронта достигает тысяч километров.

С фронтами связаны особые явления погоды. Восходящие движения воздуха в зонах фронтов приводят к образованию обширных облачных систем, из которых выпадают осадки на больших площадях. Огромные атмосферные волны, возникающие в воздушных массах по обе стороны от фронта, приводят к образованию атмосферных возмущений вихревого характера – циклонов и антициклонов, определяющих режим ветра и других элементов погоды.

Главные климатические фронты:

Арктический (антарктический) – на границе АВ и УВ.

Полярный – на границе УВ и ТВ.

Внутритропический – на границе ТВ и ЭВ.

Как и для любой контактной, граничащей поверхности, для линии атмосферного фронта характерны бурные, активные процессы перемешивания атмосферы, формирования атмосферных вихрей, развития конвективного подъема воздуха.

По линиям арктического и особенно полярного фронтов происходит формирование циклонов. Этот процесс получил название циклогенеза.

Циклон. Циклон (от греческого kyklon – кружащийся) – крупномасштабное атмосферное возмущение вихревого характера, связанное с областью пониженного атмосферного давления. Минимальное атмосферное давление приходится на центр циклона. Ветры в циклоне северного полушария направлены против часовой стрелки, отклоняясь в нижнем слое к центру; в южном полушарии – по часовой стрелке, с таким же отклонением в нижнем слое.

Схема циклона (Z).

Антициклон. Антициклон – область повышенного атмосферного давления с замкнутыми концентрическими изобарами на уровне моря. Максимальное давление в центре антициклона, к периферии оно убывает. Воздух в антициклоне движется в северном полушарии, огибая центр по часовой стрелке (т.е. отклоняясь вправо), в южном полушарии – против часовой стрелки. В нижнем слое линии тока воздуха имеют форму спиралей, расходящихся от центра. Расходимость воздушных течений в нижних слоях влечет за собой преобладание в антициклоне нисходящих движений (оседания) воздуха с вертикальной составляющей порядка десятков и сотен метров в сутки.

Схема антициклона (Az).

 

Циклоны (А) и антициклоны (Б) (в северном полушарии)

Фронты постоянно возникают и исчезают (размываются) вследствие определенных особенностей атмосферной циркуляции. Вместе с ними формируются, меняют свойства воздушные массы.

Фронты по характеру перемещения воздушных масс делят на теплые и холодные. Фронт смещается в сторону менее активной воздушной массы. Более активная воздушная масса вытесняет с территории менее активную. Более активной является та масса, где больше барический градиент.

 

Теплый фронт

 

Теплым является фронт, который перемещается в сторону холодного воздуха, т.к. теплый воздух является более активным. Он натекает на отступающий холодный воздух, спокойно поднимаясь вверх по фронтальной поверхности. Происходит адиабатическое охлаждение, сопровождающееся конденсацией влаги и образованием мощной облачной системы, что приводит к выпадению осадков. Длина зоны дождей достигает 600-700 км. В месте подъема теплого воздуха, т.е. на линии фронта формируется зона низкого давления. Холодный воздух медленно отступает. В целом теплый фронт приносит тепло и влагу.

Холодный фронт возникает, когда холодный воздух оттесняет с территории теплый воздух. Теплая воздушная масса оттесняется вверх клином холодного воздуха. Прохождение фронта приводит к смене теплой воздушной массы на холодную, а следовательно, понижению температуры и резким изменениям других метеорологических элементов. Фронтальная поверхность круче, чем у теплого фронта.

Холодный фронт

 

В зависимости от степени устойчивости теплого воздуха различают холодные фронты 1-го и 2-го родов.

Холодный фронт 1-го рода движется относительно медленно, теплый воздух перед ним поднимается спокойно. Наклон фронта несколько больше, чем у теплого фронта, а зона осадков меньше. В облачной системе преобладают слоисто-дождевые (Ns), затем высокослоистые (As) и далее перисто-слоистые (Cs) облака. Перед фронтом наблюдаются кучево-дождевые облака (Cb). Предвестником фронта являются высококучевые облака (Ac).

Холодный фронт 2-го рода выделяют, когда холодный воздух быстро вторгается и активно оттесняет теплую воздушную массу. Восходящее движение теплого воздуха перед фронтом в нижней части, встречается с нисходящим по фронтальной поверхности. Перед фронтом на высоте возникает инверсия. Также перед фронтом образуется мощная облачная система, в основном из кучево-дождевых облаков (Cb), характерны шквалистые ветры, ливни с грозами, нередко с градом. Но фронт быстро проходит и погода улучшается.

В атмосфере при эволюции циклонов возникают и более сложные комплексные фронты, представляющие собой объединение двух или нескольких фронтальных поверхностей. Смыкание фронтов происходит потому, что холодный фронт, перемещаясь быстрее теплого, может догнать его. Тогда, теплый воздух, оказавшись между двумя фронтами, начинает вытесняться вверх, а холодные массы двух фронтов соединяются. Такие фронты называют фронтом окклюзии.

 

Литература

1. Зубащенко Е.М. Региональная физическая география. Климаты Земли: учебно-методическое пособие. Часть 1. / Е.М. Зубащенко, В.И. Шмыков, А.Я. Немыкин, Н.В. Полякова. – Воронеж: ВГПУ, 2007. – 183 с.

Еще статьи об атмосферном давлении

Что такое антициклон

Антициклон и циклон — противоположные состояния воздушной атмосферы на планете Земля. Оба явления зависят от давления атмосферы, соответственно, циклон является областью пониженного давления, а антициклон — областью повышенного давления. По своей природе они являются огромными вихрями, которые могут доходить от сотен до нескольких тысяч километров.

Запомнить, какой термин обозначает плохую, а какой — хорошую погоду достаточно просто. Циклон — это атмосферный вихрь, который приносит сильные порывы ветра, дожди и грозы. Антициклон — полная противоположность циклону. Антициклон приносит тихую и спокойную погоду, без ветра, осадков, с чистым небом и редкими облаками. Характерные признаки того, что вы находитесь в периметре атмосферного антициклона — ясная погода, мало облаков на небе, отсутствие ветра и осадков. Летом антициклон приносит жаркую погоду и солнечные дни, зимой — ясную погоду без осадков и мороз. Другие названия антициклонов — область высокого давления, область повышенного давления и барический максимум.

Устойчивый антициклон. Яркая солнечная погода. На фотографии поселок Планческая щель, Северский район Краснодарского края. Начало октября

Антициклон — это область повышенного атмосферного давления. Максимальное давление наблюдается в центре. Вокруг центра максимального повышенного давления образуется вихрь с потоками воздуха. В северном полушарии воздух в антициклоне движется по часовой стрелке, а в южном — против часовой стрелки. Благодаря повышенному давлению, облака в таких образованиях достаточно редки. Так как давление на краях антициклона более низкое, то воздух устремляется от центра к внешнему краю, образуя при этом нисходящие потоки, так как при движении воздух спускается вниз. В антициклоне воздух поступает из стратосферы и устремляется к земле, поэтому погода при антициклоне всегда стоит сухая и тёплая.

Антициклоны могут достигать четырёх тысяч километров в диаметре. По скорости они могут быть как малоподвижными, так и довольно быстрыми, перемещаясь со скоростью от 20 до 40 километров в час. Антициклоны, как и циклоны, перемещаются в направлении общего переноса воздуха в тропосфере Земли — с запада на восток. 

Таким образом, теперь вы будете знать, что в случае, если надвигается циклон, нужно готовить зонтик, резиновые сапоги или тёплую одежду, а если надвигается антициклон, то стоит ожидать тёплой погоды без осадков и отправляться в горы. Метеочувствительным людям также стоит знать, что давление у человека изменяется противоположно давлению атмосферы. Если давление атмосферы падает (циклон), то давление человека повышается, а если давление атмосферы повышается (антициклон), то давление человека понижается.

Популярные туры для хорошей погоды:

---

Маленькие секреты Большого Сочи

Насыщенная программа тура в Сочи продолжительностью от 3 (трех) до 7 (семи) дней и размещением на берегу Черного моря познакомит Вас с субтропической природой юга России, разнообразными горными ландшафтами, красивейшими карстами, водопадами и смотровыми площадками.

Номер заказа: 002101

---

Сочинский эксклюзив

Экскурсионный тур длительностью от 3 (трех) до 7 (семи) дней познакомит Вас с природой, культурой, этнографией, историей, олимпийским наследием и религиозными традициями Сочинского Причерноморья, богатыми флористическими коллекциями и естественными природными ландшафтами курорта.

Номер заказа: 002102

---

Горы Красной Поляны

Неделя в горах Красной Поляны позволит Вам подняться на горные вершины, прокатиться на джиппе, покорить горные кряжи, побывать на хрустальных озерах и увидеть самые высокие водопады района. Требуется средняя физическая форма. Размещение в гостевом доме Красной Поляны. Возможен выезд на купания к морю и дополнительные экскурсии.

Номер заказа: 002107

---

 

Антициклон — Википедия с видео // WIKI 2

Схема антициклона (1915 г.) Ветер в Северном полушарии циркулирует по направлению движения часовой стрелки

Антицикло́н — область повышенного атмосферного давления с замкнутыми концентрическими изобарами на уровне моря и с соответствующим распределением ветра. В отличие от циклона ветер в Северном полушарии циркулирует по направлению движения часовой стрелки, а в Южном полушарии — в обратную сторону.

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 результате чего возможны лесные пожары, что приводит к образованию сильного смога. 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.

Евразия служит интересным примером сезонных изменений в атмосфере. В летнее время над её центральными районами формируется область низкого давления — циклон, 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 — антициклон (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 и Северном Китае. В западной части Евразии влияние этого антициклона слабее и наблюдается значительно реже. Резкие снижения температуры возможны только, если центр антициклона переместится к западу, поскольку при таком перемещении антициклона направление ветра в точке наблюдения изменится с южного на северное. Подобные процессы часто наблюдаются на Восточно-Европейской равнине.

Самый большой антициклон в Солнечной системе — Большое красное пятно на Юпитере.

Энциклопедичный YouTube

• 1/4

  Просмотров:

  17 360

  11 745

  1 835

  664

• ✪ Антициклон (область повышенного давления)

• ✪ Атмосферные фронты. Циклоны и антициклоны

• ✪ Антициклон (область повышенного давления)

• ✪ 15 Антициклоны

Содержание

Блокирующий антициклон

Блокирующий антициклон — практически неподвижный мощный антициклон, который обладает способностью не пропускать другие воздушные массы на занятую собой территорию. Средний срок жизни такого антициклона — от трёх до пяти суток, лишь 1 % антициклонов дотягивает до 15 суток.^[1]

Однако в 1972, 1997, 1999, 2002, 2010, 2014 и 2015 годах антициклоны в летнее время (на Европейской территории России) существовали во всех случаях больше месяца (в 2010 году — почти 2 месяца), вызвав катастрофическую засуху и сильнейшую жару (в отдельные дни температура воздуха в Москве превышала +32-33 градусов, а в конце июля-начале августа 2010 г. и +37 градусов), а также лесные пожары (как закономерное явление). Аналогичная ситуация была в 2012 году в Сибири, где блокирующий антициклон просуществовал почти три месяца^{[источник не указан 2918 дней]}.

Стадии развития антициклонов

Начальная стадия развития антициклона

В начальной стадии развития приземный антициклон располагается под тыловой частью высотной барической ложбины, а барический гребень на высотах сдвинут в тыловую часть относительно приземного барического центра. Над приземным центром антициклона в средней тропосфере располагается густая система сходящихся изогипс. Скорости ветра над приземным центром антициклона и несколько правее в средней тропосфере достигают 70-80 км/ч. Термобарическое поле благоприятствует дальнейшему развитию антициклона.

При таких скоростях в области сходимости воздушных течений происходит значительное отклонение ветра от градиентного (то есть движение становится нестационарным). Развиваются нисходящие движения воздуха, давление растет, в результате чего антициклон усиливается.

На приземной карте погоды антициклон очерчивается одной изобарой. Разность давления между центром и периферией антициклона составляет 5-10 мб. На высоте 1-2 км антициклонический вихрь не выявляется. Область динамического роста давления, обусловленная сходимостью изогипс, распространяется на всё пространство, занятое приземным антициклоном.

Приземный центр антициклона располагается практически под термической ложбиной. Изотермы средней температуры слоя в передней части относительно приземного центра антициклона отклоняются от изогипс влево, что соответствует адвекции холода в нижней тропосфере. В тыловой части относительно приземного центра располагается термический гребень, и наблюдается адвекция тепла.

Адвективный (термический) рост давления у земной поверхности охватывает переднюю часть антициклона, где адвекция холода особенно заметна. В тылу антициклона, где имеет место адвекция тепла, наблюдается адвективное падение давления. Линия нулевой адвекции, проходящая через гребень, делит область входа ВФЗ на две части: переднюю, где имеет место адвекция холода (адвективное повышение давления), и тыловую, где имеет место адвекция тепла (адвективное падение давления).

Таким образом, суммарно, область роста давления охватывает центральную и переднюю части антициклона. Наибольший рост давления у поверхности Земли (где совпадают области адвективного и динамического роста давления) отмечается в передней части антициклона. В тыловой части, где динамический рост накладывается на адвективное падение (адвекция тепла) суммарный рост тепла у поверхности Земли будет ослаблен. Однако, до тех пор, пока область значительного динамического роста давления занимает центральную часть приземного антициклона, где адвективное изменение давления равно нулю, будет иметь место усиление возникшего антициклона.

Итак, в результате усиливающего динамического роста давления в передней части входа ВФЗ происходит деформация термобарического поля, приводящая к образованию высотного гребня. Под этим гребнем у Земли и оформляется самостоятельный центр антициклона. На высотах, где повышение температуры вызывает рост давления, область роста давления смещается в тыловую часть антициклона, в сторону области повышения температуры.

Стадия молодого антициклона

Термобарическое поле молодого антициклона в общих чертах соответствует структуре предыдущей стадии: барический гребень на высотах по отношению к приземному центру антициклона заметно сдвинут в тыловую часть антициклона, а над его передней частью располагается барическая ложбина.

Центр антициклона у поверхности Земли располагается под передней частью барического гребня в зоне наибольшего сгущения сходящихся по потоку изогипс, антициклоническая кривизна которых вдоль потока уменьшается. При такой структуре изогипс условия для дальнейшего усиления антициклона наиболее благоприятны.

Сходимость изогипс над передней частью антициклона благоприятствует динамическому росту давления. Здесь также наблюдается адвекция холода, что также благоприятствует адвективному росту давления.

В тыловой части антициклона наблюдается адвекция тепла. Антициклон является термически асимметричным барическим образованием. Термический гребень несколько отстает от барического гребня. Линии нулевого адвективного и динамического изменений давления в этой стадии начинают сближаться.

У поверхности Земли отмечается усиление антициклона — он имеет несколько замкнутых изобар. С высотой антициклон быстро исчезает. Обычно во второй стадии развития замкнутый центр выше поверхности АТ700 не прослеживается.

Стадия молодого антициклона завершается переходом его в стадию максимального развития.

Стадия максимального развития антициклона

Антициклон является мощным барическим образованием с высоким давлением в приземном центре и расходящейся системой приземных ветров. По мере его развития вихревая структура распространяется всё выше и выше. На высотах над приземным центром ещё существует густая система сходящихся изогипс с сильными ветрами и значительными градиентами температуры.

В нижних слоях тропосферы антициклон по-прежнему, располагается в массах холодного воздуха. Однако, по мере заполнения антициклона однородным тёплым воздухом на высотах появляется замкнутый центр высокого давления. Линии нулевого адвективного и динамического изменений давления проходят через центральную часть антициклона. Это указывает на то, что динамический рост давления в центре антициклона прекратился, а область наибольшего роста давления перешла на его периферию. С этого момента начинается ослабление антициклона.

Стадия разрушения антициклона

В четвертой стадии развития антициклон является высоким барическим образованием с квазивертикальной осью. Замкнутые центры высокого давления прослеживаются на всех уровнях тропосферы, координаты высотного центра практически совпадают с координатами центра у Земли.

С момента усиления антициклона температура воздуха на высотах повышается. В системе антициклона происходит опускание воздуха, и, следовательно, его сжатие и нагревание. В тыловой части антициклона происходит поступление тёплого воздуха (адвекция тепла) в его систему. В результате продолжающейся адвекции тепла и адиабатического нагревания воздуха антициклон заполняется однородным тёплым воздухом, а область наибольших горизонтальных контрастов температуры перемещается на периферию. На над приземным центром располагается очаг тепла.

Антициклон становится термически симметричным барическим образованием. Соответственно уменьшению горизонтальных градиентов термобарического поля тропосферы, адвективные и динамические изменения давления в области антициклона значительно ослабевают.

Из-за расходимости воздушных течений в приземном слое атмосферы давление в системе антициклона понижается, и он постепенно разрушается, что на начальном этапе разрушения более заметно у земной поверхности..

Некоторые особенности развития антициклонов

Эволюция циклонов и антициклонов существенно различается с точки зрения деформации термобарического поля. Возникновение и развитие циклона сопровождается возникновением и развитием термической ложбины, антициклона — возникновением и развитием термического гребня.

Для последних стадий развития барических образований характерно совмещение барических и термических центров, изогипсы и становятся практически параллельными, замкнутый центр прослеживается на высотах, причём, координаты высотного и приземного центров практически совпадают совмещаются (говорят о квазивертикальности высотной оси барического образования). Деформационные различия термобарического поля при формировании и развитии циклона и антициклона приводят к тому, что циклон постепенно заполняется холодным воздухом, антициклон — тёплым воздухом.

Не все возникающие циклоны и антициклоны проходят четыре стадии развития. В каждом отдельном случае могут встретиться те или другие отклонения от классической картины развития.

Нередко, возникающие у поверхности Земли барические образования не имеют условий для дальнейшего развития и могут исчезнуть уже в начале своего существования. С другой стороны, имеют место ситуации, когда старое затухающее барическое образование возрождается и активизируется. Такой процесс называют регенерацией барических образований.

Но если у различных циклонов наблюдается более определённое сходство в этапах развития, то антициклоны, по сравнению с циклонами, имеют гораздо большие отличия в развитии и форме. Нередко антициклоны проявляются как вялые и пассивные системы, которые заполняют пространство между гораздо более активными циклоническими системами. Иногда антициклон может достичь значительной интенсивности, но такое развитие в большинстве связано с циклоническим развитием в соседних областях.

Рассматривая структуру и общее поведение антициклонов, можно разделить их на следующие классы (по Хромову С. П.).

• Промежуточные антициклоны — это быстро движущиеся области повышенного давления между отдельными циклонами одной и той же серии, возникающих на одном и том же главном фронте — по большей части имеют вид гребней без замкнутых изобар, либо с замкнутыми изобарами по горизонтальным размерам того же порядка, что и движущиеся циклоны. Развиваются внутри холодного воздуха.

• Заключительные антициклоны — заключающие развитие серии циклонов, возникающих на одном и том же главном фронте. Они также развиваются внутри холодного воздуха, но обычно имеют несколько замкнутых изобар и могут иметь значительные горизонтальные размеры. Имеют тенденцию по мере развития к приобретению малоподвижного состояния.

• Стационарные антициклоны умеренных широт, то есть длительно существующие малоподвижные антициклоны в арктическом или полярном воздухе, горизонтальные размеры которых сравнимы иногда со значительной частью материка. Обычно это зимние антициклоны над материками и являются, главным образом, результатом развития антициклонов второго типа (реже — первого).

• Субтропические антициклоны — длительно существующие малоподвижные антициклоны, наблюдающиеся над океаническими поверхностями. Эти антициклоны периодически усиливаются вторжениями из умеренных широт полярного воздуха с подвижными заключительными антициклонами. В тёплый сезон субтропические антициклоны хорошо выражены на средних месячных картах только над океанами (над континентами располагаются размытые области пониженного давления). В холодный сезон субтропические антициклоны имеют тенденцию сливаться с холодными антициклонами над континентами.

• Арктические антициклоны — более или менее устойчивые области повышенного давления в арктическом бассейне. Являются холодными, поэтому вертикальная мощность их ограничивается нижней тропосферой. В верхней части тропосферы они сменяются полярной депрессией. В возникновении арктических антициклонов большую роль играет охлаждение от подстилающей поверхности, то есть они являются местными антициклонами.

Высота, до которой простирается антициклон, зависит от температурных условий в тропосфере.

Подвижные и заключительные антициклоны обладают низкими температурами в нижних слоях атмосферы и температурной асимметрией в вышележащих. Они относятся к средним или низким барическим образованиям.

Высота стационарных антициклонов умеренных широт растет по мере их стабилизации, сопровождающейся потеплением атмосферы. Чаще всего это высокие антициклоны, с замкнутыми изогипсами в верхней тропосфере. Зимние антициклоны над сильно выхоложенной сушей, например, над Сибирью, могут быть низкими или средними, поскольку нижние слои тропосферы здесь очень выхоложены.

Субтропические антициклоны являются высокими — тропосфера в них тёплая.

Арктические антициклоны, являющиеся, в основном, термическими, — низкие.

Нередко высокие тёплые и малоподвижные антициклоны, развивающиеся в средних широтах, на длительное время (порядка недели и более) создают макромасштабные нарушения зонального переноса и отклоняет траектории подвижных циклонов и антициклонов от западно-восточного направления. Такие антициклоны носят название блокирующих антициклонов. Центральные циклоны вместе с блокирующими антициклонами определяют направление основных течений общей циркуляции в тропосфере.

Высокие и тёплые антициклоны и холодные циклоны являются, соответственно, очагами тепла и холода в тропосфере. В районах между этими очагами создаются новые фронтальные зоны, усиливаются контрасты температуры и снова возникают атмосферные вихри, которые проходят тот же цикл жизни.

Антициклон в районе Онежского озера на синоптической карте России 1 мая 1890 года

География постоянных антициклонов

Примечания

Ссылки

См. также

Эта страница в последний раз была отредактирована 9 января 2020 в 17:06.

Что же такое «ныряющие циклоны»? И когда придет весна?

 

Самый живой и неподдельный интерес вызвал термин «ныряющий циклон». Разве могут циклоны «нырять»? И тем более не один, а целая серия. И как это связано с тем, что весна не может прорваться на Европейскую территорию страны?

Связано самым тесным образом. Ведь погоду на большей части Европейской России уже несколько дней определяют циклоны, возникающие на севере Гренландского и Норвежского морей, там, где встречаются Атлантический и Ледовитый океаны. Эти циклоны вовлекают в свою циркуляцию холодные и влажные воздушные массы, формирующиеся над незамерзающими акваториями. Один за другим они с большой скоростью перемещаются на юго-восток вглубь евразийского континента, удерживая крайне неустойчивую погоду почти зимнего характера с частыми колебаниями атмосферного давления, температуры, ветрового режима и режима осадков, которые преимущественно выпадают в виде снега, местами сильного, с метелями и снежными заносами на дорогах (на западе и юге в виде мокрого снега и дождя). При этом среднесуточная температура остается ниже нормы. Поэтому весна не придет в средние многолетние сроки, она задержится на несколько дней, возможно неделю.

 

 

Термин «ныряющие циклоны» возник много лет назад во время обсуждения или демонстрации прогнозов погоды для территории Европейской России. Синоптики обычно развешивали карты, фактической погоды и прогностические, на вертикальных демонстрационных досках. В ситуациях, когда в атмосфере устанавливался северо-западный, или даже северный, процесс, циклоны на картах Европейской России появлялись в левом верхнем углу, и по мере обсуждения прогноза, при переходе от одной карты к другой, быстро минуя центр, оказывались у нижнего края карты – «ныряли».

Справедливо может возникнуть следующий вопрос: а почему в атмосфере устанавливается северо-западный перенос воздушных масс, и как долго он может продолжаться?

У метеорологов есть еще несколько терминов, которые иногда рискуют заимствовать и журналисты, особенно зарубежные, например, – «волны Россби» и «струйные течения». Это звенья атмосферной циркуляции более крупного масштаба. Волны Россби, наблюдающиеся в свободной атмосфере, охватывают все полушарие, иногда их называют планетарными волнами. В нашем случае над территорией Европейской России «зависла» такая крупномасштабная волна, точнее ее тыловая часть, которая определяет направление перемещения воздушных масс с севера-северо-запада на юг-юго-восток. Ну а расположившееся в тылу ложбины струйное течение обеспечивает большую скорость перемещения «ныряющих циклонов». Погода у земли будет меняться очень быстро, а в целом процесс обещает затянуться.

Наверное, после все этих сложных объяснений, остается зарядиться оптимизмом у Народного календаря, который говорит: «Поздняя весна не обманет»!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЦИКЛОНЫ И АНТИЦИКЛОНЫ | Наука и жизнь

Продолжаем публиковать журнальный вариант статьи П. Н. Манташьяна «Вихри: от молекулы до Галактики» (см. «Наука и жизнь № 2, 2008 г.). речь пойдёт о смерчах и торнадо — природных образованиях огромной разрушительной силы, механизм возникновения которых до сих пор не вполне понятен.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Рисунок из книги американского физика Бенжамина Франклина, поясняющий механизм возникновения смерчей.

Марсоход Spirit обнаружил, что в разреженной атмосфере Марса возникают смерчи, и заснял их. Снимок с сайта НАСА.

Гигантские смерчи и торнадо, возникающие на равнинах юга США и Китая, — явление грозное и очень опасное.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Смерч может достигать километра в высоту, упираясь вершиной в грозовое облако.

Смерч на море поднимает и втягивает в себя десятки тонн воды вместе с морской живностью и может разломать и потопить небольшое судно. В эпоху парусных кораблей смерч пытались разрушить, стреляя по нему из пушек.

На снимке хорошо видно, что смерч вращается, закручивая спиралью воздух, пыль и дождевую воду.

Город Канзас-сити, превращённый в руины мощным торнадо.

Силы, действующие на тайфун в потоке пассатного ветра.

Силы Кориолиса на проигрывателе.

Эффект Магнуса на столе и в воздухе.

‹

›

Вихревое движение воздуха наблюдается не только у тайфунов. Существуют вихри размерами, превышающими тайфун, — это циклоны и антициклоны, самые большие воздушные вихри на планете. Их размеры значительно превосходят размеры тайфунов и могут достигать более тысячи километров в диаметре. В некотором смысле это вихри-антиподы: у них практически всё наоборот. Циклоны Северного и Южного полушарий вращаются в ту же сторону, что и тайфуны этих полушарий, а антициклоны — в противоположную. Циклон приносит с собой ненастную погоду, сопровождаемую осадками, антициклон же, наоборот, приносит ясную, солнечную погоду. Схема образования циклона достаточно проста — всё начинается с взаимодействия холодного и тёплого атмосферных фронтов. При этом часть тёплого атмосферного фронта проникает внутрь холодного в виде своеобразного атмосферного «языка», в результате чего тёплый воздух, более лёгкий, начинает подниматься, и при этом происходят два процесса. Во-первых, молекулы паров воды под воздействием магнитного поля Земли начинают вращаться и вовлекают во вращательное движение весь поднимающийся воздух, образуя гигантский воздушный водоворот (см. «Наука и жизнь» № 2, 2008 г.). Во-вторых, наверху тёплый воздух охлаждается, и пары воды в нём конденсируются в облака, которые выпадают осадками в виде дождя, града или снега. Такой циклон может испортить погоду на срок от нескольких дней до двух-трёх недель. Его «жизнедеятельность» поддерживается за счёт поступления новых порций влажного тёплого воздуха и взаимодействия его с холодным воздушным фронтом.

Антициклоны связаны с опусканием воздушных масс, которые при этом адиабатически, то есть без теплообмена с окружающей средой, нагреваются, их относительная влажность падает, что и приводит к испарению имеющихся облаков. При этом за счёт взаимодействия молекул воды с магнитным полем Земли происходит антициклоническое вращение воздуха: в Северном полушарии — по часовой стрелке, в Южном — против. Антициклоны приносят с собой устойчивую погоду на период от нескольких дней до двух-трёх недель.

Видимо, механизмы образования циклонов, антициклонов и тайфунов идентичны, а удельная энергоёмкость (энергия единицы массы) тайфунов намного больше, чем циклонов и антициклонов, только за счёт более высокой температуры воздушных масс, нагретых солнечным излучением.

СМЕРЧИ

Из всех вихрей, образующихся в природе, наиболее загадочны смерчи, по сути дела, часть грозового облака. Сначала, на первой стадии возникновения смерча, вращение видно только в нижней части грозового облака. Затем часть этого облака отвисает книзу в виде гигантской воронки, которая всё более удлиняется и наконец достигает поверхности земли или воды. Возникает как бы гигантский хобот, свешивающийся из облака, который состоит из внутренней полости и стенок. Высота смерча составляет от сотен метров до километра и, как правило, равна расстоянию от нижней части облака до поверхности земли. Характерная особенность внутренней полости — пониженное давление находящегося в ней воздуха. Такая особенность смерча приводит к тому, что полость смерча служит своеобразным насосом, который может втянуть в себя огромное количество воды из моря или озера, причём вместе с животными и растениями, перенести их на значительные расстояния и низвергнуть вниз вместе с дождём. Смерч способен переносить и довольно большие грузы — автомобили, телеги, малотоннажные суда, небольшие здания, причём иногда даже с находящимися в них людьми. Смерч обладает гигантской разрушительной силой. При соприкосновении со строениями, мостами, линиями электропередач и другими объектами инфраструктуры он причиняет им огромные разрушения.

Смерчи имеют максимальную удельную энергоёмкость, которая пропорциональна квадрату скорости воздушных потоков вихря. По метеорологической классификации при скорости ветра в замкнутом вихре, не превышающей 17 м/с, он называется тропической депрессией, если же скорость ветра не превышает 33 м/с, то это тропический шторм, и если скорость ветра составляет от 34 м/с и выше, то это уже тайфун. В мощных тайфунах скорость ветра может превышать 60 м/с. В смерче же, по данным разных авторов, скорость воздуха может достигать от 100 до 200 м/с (некоторые авторы указывают на сверхзвуковую скорость воздуха в смерче — свыше 340 м/с). Прямые измерения скорости воздушных потоков в смерчах при настоящем уровне развития техники практически невозможны. Все приборы, предназначенные для фиксации параметров смерча, безжалостно им ломаются при первом же соприкосновении. О скорости потоков в смерчах судят по косвенным признакам, главным образом по тем разрушениям, которые они производят, или по весу грузов, которые они переносят. Кроме того, отличительная черта классического смерча — наличие развитого грозового облака, своеобразного электрического аккумулятора, повышающего удельную энергоёмкость смерча. Чтобы разобраться в механизме возникновения и развития смерча, рассмотрим сначала устройство грозового облака.

ГРОЗОВОЕ ОБЛАКО

В типичном грозовом облаке вершина заряжена положительно, а основание несёт отрицательный заряд. То есть в воздухе поддерживаемый восходящими потоками парит гигантский электрический конденсатор многокилометровых размеров. Наличие такого конденсатора приводит к тому, что на поверхности земли или воды, над которыми находится облако, появляется его электрический след — наведённый электрический заряд, имеющий знак, противоположный знаку заряда основания облака, то есть земная поверхность будет заряжена положительно.

Кстати, опыт по созданию наведённого электрического заряда можно провести дома. Насыпьте на поверхность стола мелкие бумажки, расчешите пластмассовой расчёской сухие волосы и приблизьте расчёску к насыпанным бумажкам. Все они, оторвавшись от стола, устремятся к расчёске и прилипнут к ней. Результат этого несложного опыта объясняется очень просто. Расчёска получила электрический заряд в результате трения о волосы, а на бумажке он наводит заряд противоположного знака, который притягивает бумажки к расчёске в полном соответствии с законом Кулона.

Возле основания развитого грозового облака существует мощный восходящий поток воздуха, насыщенного влагой. Кроме дипольных молекул воды, которые в магнитном поле Земли начинают вращаться, передавая импульс нейтральным молекулам воздуха, вовлекая их во вращение, в восходящем потоке имеются положительные ионы и свободные электроны. Они могут образовываться в результате воздействия на молекулы солнечного излучения, естественного радиоактивного фона местности и, в случае грозового облака, за счёт энергии электрического поля между основанием грозового облака и землёй (вспомним о наведённом электрическом заряде!). Кстати, за счёт наведённого положительного заряда на поверхности земли число положительных ионов в потоке восходящего воздуха значительно превышает число ионов отрицательных. Все эти заряженные частицы под действием восходящего потока воздуха устремляются к основанию грозового облака. Однако вертикальные скорости положительных и отрицательных частиц в электрическом поле различны. Напряжённость поля можно оценить по разности потенциалов между основанием облака и поверхностью земли — по измерениям исследователей, она составляет несколько десятков миллионов вольт, что при высоте основания грозового облака в один — два километра даёт напряжённость электрического поля в десятки тысяч вольт на метр. Это поле будет ускорять положительные ионы и тормозить отрицательные ионы и электроны. Поэтому в единицу времени через поперечное сечение восходящего потока положительных зарядов пройдёт больше, чем отрицательных. Иными словами, между земной поверхностью и основанием облака возникнет электрический ток, хотя правильней было бы говорить об огромном количестве элементарных токов, соединяющих земную поверхность с основанием облака. Все эти токи параллельны и текут в одном направлении.

Понятно, что они по закону Ампера будут взаимодействовать между собой, а именно притягиваться. Из курса физики известно, что сила взаимного притяжения единицы длины двух проводников с электрическими токами, текущими в одном направлении, прямо пропорциональна произведению сил этих токов и обратно пропорциональна расстоянию между проводниками.

Притяжение двух электрических проводников обусловлено силами Лоренца. Электроны, движущиеся внутри каждого проводника, находятся под действием магнитного поля, создаваемого электрическим током в соседнем проводнике. На них действует сила Лоренца, направленная по прямой, соединяющей центры проводников. Но для возникновения силы взаимного притяжения наличие проводников совершенно необязательно — достаточно самих токов. Например, две покоящиеся частицы, имеющие одинаковый электрический заряд, отталкиваются одна от другой согласно закону Кулона, но эти же частицы, движущиеся в одном направлении, притягиваются, причём до тех пор, пока силы притяжения и отталкивания не уравновесят друг друга. Нетрудно видеть, что расстояние между частицами в положении равновесия зависит только от их скорости.

Из-за взаимного притяжения электрических токов заряженные частицы устремляются к центру грозового облака, по дороге взаимодействуя с электрически нейтральными молекулами и также перемещая их к центру грозового облака. Площадь поперечного сечения восходящего потока уменьшится в насколько раз, а поскольку поток вращается, то по закону сохранения момента количества движения его угловая скорость возрастёт. С восходящим потоком произойдёт то же самое, что с фигуристкой, которая, вращаясь на льду с расставленными руками, прижимает их к телу, отчего скорость её вращения резко увеличивается (хрестоматийный пример из учебников физики, который мы можем наблюдать по телевизору!). Такое резкое увеличение скорости вращения воздуха в смерче с одновременным уменьшением его диаметра приведёт соответственно к увеличению линейной скорости ветра, которая, как упоминалось выше, может даже превысить скорость звука.

Именно наличие грозового облака, электрическое поле которого разделяет заряженные частицы по знаку, приводит к тому, что скорости воздушных потоков в смерче превосходят скорости воздушных потоков в тайфуне. Образно говоря, грозовое облако служит своего рода «электрической линзой», в фокусе которой концентрируется энергия восходящего потока влажного воздуха, что и приводит к возникновению смерча.

МАЛЫЕ ВИХРИ

Существуют также и вихри, механизм образования которых никак не связан с вращением диполь-ной молекулы воды в магнитном поле. Наиболее распространённые среди них — пыльные вихри. Они образуются в пустынных, степных и горных местностях. По своим размерам они уступают классическим смерчам, их высота составляет порядка 100—150 метров, а диаметр — несколько метров. Для образования пыльных вихрей необходимым условием является пустынная, хорошо нагретая равнина. Образовавшись, такой вихрь существует довольно недолго, 10—20 минут, всё это время перемещаясь под действием ветра. Несмотря на то что воздух пустынь практически не содержит влаги, вращательное движение его обеспечивается взаимодействием элементарных зарядов с магнитным полем Земли. Над равниной, сильно прогретой солнцем, возникает мощный восходящий поток воздуха, часть молекул которого под воздействием солнечного излучения и особенно его ультрафиолетовой части, ионизируется. Фотоны солнечного излучения выбивают из внешних электронных оболочек атомов воздуха электроны, образуя при этом пары положительных ионов и свободных электронов. Вследствие того что электроны и положительные ионы имеют существенно разные массы при равных по величине зарядах, их вклад в создание момента количества движения вихря различен и направление вращения пыльного вихря определяется направлением вращения положительных ионов. Такой вращающийся столб сухого воздуха при своём движении поднимает с поверхности пустыни пыль, песок и мелкие камешки, которые сами по себе не играют никакой роли в механизме формирования пыльного вихря, но служат своеобразным индикатором вращения воздуха.

В литературе описаны ещё и воздушные вихри, довольно редкое природное явление. Они возникают в жаркое время дня на берегах рек или озёр. Время жизни таких вихрей невелико, они появляются неожиданно и так же внезапно исчезают. По-видимому, вклад в их создание вносят как молекулы воды, так и ионы, образующиеся в тёплом и влажном воздухе за счёт солнечного излучения.

Гораздо опаснее водяные вихри, механизм образования которых аналогичен. Сохранилось описание: «В июле 1949 года в штате Вашингтон в тёплый солнечный день при безоблачном небе на поверхности озера возник высокий столб из водяных брызг. Он существовал всего несколько минут, но обладал значительной подъёмной силой. Надвинувшись на берег реки, он поднял довольно тяжёлый моторный бот длиной около четырёх метров, перенёс его на несколько десятков метров и, ударив о землю, разбил на куски. Водяные вихри наиболее распространены там, где поверхность воды сильно нагревается солнцем, — в тропических и субтропических зонах».

Закручивание потоков воздуха может происходить при больших пожарах. В литературе описаны такие случаи, приведём один из них. «Ещё в 1840 году в США расчищали лес под поля. На большой поляне было свалено громадное количество хвороста, веток и деревьев. Их подожгли. Через некоторое время пламя отдельных костров стянулось вместе, образовав огненную колонну, внизу широкую, вверху заострившуюся, высотой 50 — 60 метров. Ещё выше огонь сменялся дымом, уходившим высоко в небо. Огненно-дымовой вихрь вращался с поразительной скоростью. Величественное и ужасающее зрелище сопровождалось громким шумом, напоминавшим раскаты грома. Сила вихря была настолько велика, что он поднимал в воздух и отбрасывал в сторону большие деревья».

Рассмотрим процесс образования огненного смерча. При горении древесины выделяется тепло, которое частично переходит в кинетическую энергию восходящего потока нагретого воздуха. Однако при горении происходит ещё один процесс — ионизация воздуха и продуктов сгорания

топлива. И хотя в целом нагретый воздух и продукты сгорания топлива электрически нейтральны, в пламени образуются положительно заряженные ионы и свободные электроны. Движение ионизованного воздуха в магнитном поле Земли неизбежно приведёт к образованию огненного смерча.

Хочется отметить, что вихревое движение воздуха возникает не только при больших пожарах. В своей книге «Смерчи» Д. В. Наливкин задаёт вопросы: «Мы уже не раз говорили о загадках, связанных с маломерными вихрями, пытались понять, почему все вихри вертятся? Возникают и другие вопросы. Почему, когда горит солома, нагретый воздух поднимается не по прямой линии, а по спирали и начинает кружиться. Так же ведёт себя в пустыне горячий воздух. Почему он не идёт просто вверх без всякой пыли? То же происходит с водяной пылью и брызгами, когда горячий воздух проносится над поверхностью воды».

Существуют вихри, возникающие в процессе извержения вулканов, их, например, наблюдали над Везувием. В литературе они получили название пепловых вихрей — в вихревом движении участвуют облака пепла, извергаемые вулканом. Механизм образования таких вихрей в общих чертах аналогичен механизму образования огненных смерчей.

Посмотрим теперь, какие силы действуют на тайфуны в неспокойной атмосфере нашей Земли.

СИЛА КОРИОЛИСА

На тело, движущееся во вращающейся системе отсчёта, например, на поверхности вращающегося диска или шара, действует инерционная сила, называемая силой Кориолиса. Эта сила определяется векторным произведением (нумерация формул начинается в первой части статьи)

F_K=2M[VΩ], (20)

где М — масса тела; V — вектор скорости тела; Ω — вектор угловой скорости вращения системы отсчёта, в случае земного шара — угловой скорости вращения Земли, а [VΩ]— их векторное произведение, которое в скалярном виде выглядит так:

F_л = 2M | V | | Ω | sin α, где α — угол между векторами.

Скорость тела, двигающегося на поверхности земного шара, можно разложить на две составляющие. Одна из них лежит в плоскости, касательной к шару в точке нахождения тела, иными словами — горизонтальная составляющая скорости: вторая, вертикальная составляющая перпендикулярна этой плоскости. Сила Кориолиса, действующая на тело, пропорциональна синусу географической широты его местонахождения. На тело, движущееся по меридиану в любом направлении в Северном полушарии, действует сила Кориолиса, направленная вправо по движению. Именно эта сила заставляет подмывать правые берега рек Северного полушария, вне зависимости от того, на север или на юг они текут. В Южном полушарии эта же сила направлена влево по движению и реки, текущие в меридиональном направлении, подмывают левые берега. В географии это явление называется законом Бэра. Когда русло реки не совпадает с меридиональным направлением, сила Кориолиса будет меньше на величину косинуса угла между направлением течения реки и меридианом.

Практически во всех исследованиях, посвящённых вопросам образования тайфунов, смерчей, циклонов и всевозможных вихрей, а также их дальнейшему перемещению, указывается на то, что именно сила Кориолиса служит первопричиной их возникновения и именно она задаёт траекторию их передвижения по поверхности Земли. Однако если бы сила Кориолиса участвовала в создании смерчей, тайфунов и циклонов, то в Северном полушарии они имели бы правое вращение — по часовой стрелке, а в Южном — левое, то есть против. Но тайфуны, смерчи и циклоны Северного полушария вращаются влево, против часовой стрелки, а Южного полушария — вправо, по часовой стрелке. Это абсолютно не соответствует направлению воздействия силы Кориолиса, более того — прямо ей противоположно. Как уже говорилось, величина силы Кориолиса пропорциональна синусу географической широты и, значит, максимальна на полюсах и отсутствует на экваторе. Следовательно, если бы она вносила вклад в создание вихрей разных масштабов, то наиболее часто они появлялись бы в полярных широтах, что полностью противоречит имеющимся данным.

Таким образом, приведённый анализ убедительно доказывает, что сила Кориолиса не имеет никакого отношения к процессу формирования тайфунов, смерчей, циклонов и всевозможных вихрей, механизмы образования которых рассмотрены в предыдущих главах.

Считается, что именно сила Кориолиса определяет их траектории, тем более что в Северном полушарии тайфуны, как метеорологические образования, при своём движении отклоняются именно вправо, а в Южном — именно влево, что соответствует направлению действия силы Кориолиса в этих полушариях. Казалось бы, причина отклонения траекторий тайфунов найдена — это сила Кориолиса, но не будем торопиться с выводами. Как говорилось выше, при движении тайфуна по поверхности Земли на него, как на единый объект, будет действовать сила Кориолиса, равная:

F_к = 2MVΩ sin θ cos α, (21)

где θ — географическая широта тайфуна; α — угол между вектором скорости тайфуна, как единого целого, и меридианом.

Для выяснения истинной причины отклонения траекторий тайфунов попробуем определить величину силы Кориолиса, действующей на тайфун, и сравнить её с другой, как мы сейчас убедимся, более реальной силой.

СИЛА МАГНУСА

На тайфун, перемещаемый пассатом, будет действовать сила, которую в данном контексте, насколько это известно автору, до сих пор не рассматривал ни один исследователь. Это сила взаимодействия тайфуна, как единого объекта, с воздушным потоком, который перемещает этот тайфун. Если посмотреть на рисунок с изображением траекторий тайфунов, станет видно, что они движутся с востока на запад под действием постоянно дующих тропических ветров, пассатов, которые образуются вследствие вращения земного шара. При этом пассат не только переносит тайфун с востока на запад. Самое главное — на тайфун, находящийся в пассате, действует сила, обусловленная взаимодействием воздушных потоков самого тайфуна с воздушным потоком пассата.

Эффект возникновения поперечной силы, действующей на тело, вращающееся в набегающем на него потоке жидкости или газа, был открыт немецким учёным Г. Магнусом в 1852 году. Он проявляется в том, что если вращающийся круговой цилиндр обтекает безвихревой (ламинарный) поток, перпендикулярный его оси, то в той части цилиндра, где линейная скорость его поверхности противоположна скорости набегающего потока, возникает область повышенного давления. А на противоположной стороне, там, где направление линейной скорости поверхности совпадает со скоростью набегающего потока, — область пониженного давления. Разность давлений на противоположных сторонах цилиндра и приводит к возникновению силы Магнуса.

Изобретатели предпринимали попытки использовать силу Магнуса. Был спроектирован, запатентован и построен корабль, на котором вместо парусов установили вертикальные цилиндры, вращаемые двигателями. Эффективность таких вращающихся цилиндрических «парусов» в некоторых случаях даже превосходила эффективность парусов обычных. Эффект Магнуса используют также футболисты, которые знают, что если при ударе по мячу придать ему вращательное движение, то траектория его полёта станет криволинейной. Таким ударом, который называется «сухой лист», можно послать мяч в ворота противника практически с угла футбольного поля, находящегося на одной линии с воротами. Мяч при ударе закручивают и волейболисты, теннисисты, и игроки в пинг-понг. Во всех случаях движение закрученного мяча по сложной траектории создает немало проблем противнику.

Однако вернёмся к тайфуну, перемещаемому пассатом.

Пассаты, устойчивые воздушные течения (дуют постоянно больше десяти месяцев в году) в тропических широтах океанов, охватывают в Северном полушарии 11 процентов их площади, а в Южном — до 20 процентов. Основное направление пассатов — с востока на запад, однако на высоте 1—2 километра их дополняют ветры меридионального направления, дующие к экватору. В результате в Северном полушарии пассаты движутся на юго-запад, а в Южном

— на северо-запад. Пассаты стали известны европейцам после первой экспедиции Колумба (1492—1493), когда её участники были поражены устойчивостью сильных северо-восточных ветров, уносивших каравеллы от берегов Испании через тропические районы Атлантики.

Гигантскую массу тайфуна можно рассматривать как цилиндр, вращающийся в воздушном потоке пассата. Как уже говорилось, в Южном полушарии они вращаются по часовой стрелке, а в Северном — против. Поэтому за счёт взаимодействия с мощным потоком пассатного ветра тайфуны и в Северном и в Южном полушарии отклоняются в сторону от экватора — на север и на юг соответственно. Этот характер их движения хорошо подтверждают наблюдения метеорологов.

(Окончание следует.)

Подробности для любознательных

ЗАКОН АМПЕРА

В 1920 году французский физик Анре Мари Ампер экспериментально обнаружил новое явление — взаимодействие двух проводников с током. Оказалось, что два параллельных проводника притягиваются или отталкиваются в зависимости от направления тока в них. Проводники стремятся сблизиться, если токи текут в одном направлении (параллельны), и удалиться один от другого, если токи текут в противоположных направлениях (антипараллельны). Ампер сумел правильно объяснить это явление: происходит взаимодействие магнитных полей токов, которое определяется по «правилу буравчика». Если буравчик ввинчивать по направлению тока I, движение его рукоятки укажет направление силовых линий магнитного поля H.

Две заряженные частицы, летящие параллельно, тоже образуют электрический ток. Поэтому их траектории будут сходиться или расходиться в зависимости от знака заряда частиц и направления их движения.

Взаимодействие проводников приходится учитывать при конструировании сильноточных электрических катушек (соленоидов) — параллельные токи, текущие по их виткам, создают большие силы, сжимающие катушку. Известны случаи, когда громоотвод, сделанный из трубки, после удара молнии превращался в цилиндрик: его сжимают магнитные поля тока разряда молнии силой в сотни килоампер.

На основе закона Ампера установлен эталон единицы силы тока в СИ — ампер (А). Государственный стандарт «Единицы физических величин» даёт определение:

«Ампер равен силе тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызвал бы на участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2 ^. 10^-7Н».

Подробности для любознательных

СИЛЫ МАГНУСА И КОРИОЛИСА

Сравним действие сил Магнуса и Кориолиса на тайфун, представив его в первом приближении в виде вращающегося воздушного цилиндра, обтекаемого пассатом. На такой цилиндр действует сила Магнуса, равная:

F _м = DρHV_n V_m / 2, (22)

где D — диаметр тайфуна; ρ — плотность воздуха пассата; H— его высота; V_n >— скорость воздуха в пассате; V_т — линейная скорость воздуха в тайфуне. Путём несложных преобразований получим

Fм = R²HρωV_n, — (23)

где R — радиус тайфуна; ω — угловая скорость вращения тайфуна.

Принимая в первом приближении, что плотность воздуха пассата равна плотности воздуха в тайфуне, получим

М_т = R²Hρ, — (24)

где M_т — масса тайфуна.

Тогда (19) можно записать в виде

F_м = M_тωV_п — (25)

или F_м = M_т V_пV_т/R. (26)

Разделив выражение для силы Магнуса на выражение (17) для силы Кориолиса, получим

F_м/F_к = M_т V_пV_т/2RМV_пΩ sinθ cosα (27)

или F_м/F_к = V_т/2RΩ sinθ cosα (28)

Принимая во внимание, что согласно международной классификации тайфуном считается тропический циклон, скорость ветра в котором превышает 34 м/с, примем в расчётах эту наименьшую цифру. Поскольку географическая широта, максимально благоприятная для образования тайфунов, составляет 16^о, примем θ = 16^о и, поскольку сразу же после образования тайфуны движутся практически по широтным траекториям, примем α = 80^о. Радиус тайфуна средних размеров примем 150 километров. Подставив все данные в формулу, получим

F_м/F_к = 205. (29)

Иными словами, сила Магнуса превышает силу Кориолиса в двести раз! Таким образом, ясно, что сила Кориолиса не имеет отношения не только к процессу создания тайфуна, но и к изменению его траектории.

На тайфун, находяшийся в пассате, будут действовать две силы — вышеупомянутая сила Магнуса и сила аэродинамического давления пассата на тайфун, которую можно найти из простого уравнения

F _д= KRHρV²_п, — (30)

где К — коэффициент аэродинамического сопротивления тайфуна.

Нетрудно видеть, что движение тайфуна будет обусловлено действием результирующей силы, являющейся суммой сил Магнуса и аэродинамического давления, которая будет действовать под углом р к направлению движения воздуха в пассате. Тангенс этого угла найдётся из уравнения

tgβ = F_m/F_д. (31)

Подставив в (31) выражения (26) и (30), после несложных преобразований получим

tgβ = V_т/КV_п, (32)

Понятно, что результирующая сила F_р, действующая на тайфун, будет касательной к его траектории, и если известны направление и скорость пассатного ветра, то можно будет с достаточной точностью вычислить эту силу для конкретного тайфуна, определив, таким образом, его дальнейшую траекторию, что позволит минимизировать ущерб, наносимый им. Траектория тайфуна может быть спрогнозирована пошаговым методом, при этом вероятное направление результирующей силы должно вычисляться в каждой точке его траектории.

В векторном виде выражение (25) выглядит так:

F_м = M[ωV_п]. (33)

Нетрудно видеть, что формула, описывающая силу Магнуса, структурно идентична с формулой силы Лоренца:

F_л = q[VB].

Сопоставляя и анализируя эти формулы, замечаем, что структурное сходство формул достаточно глубоко. Так, левые части обоих векторных произведений (Мω и qV) характеризуют параметры объектов (тайфуна и элементарной частицы), а правые части (V_п и B) — среды (скорость пассата и индукцию магнитного поля).

Физпрактикум

СИЛЫ КОРИОЛИСА НА ПРОИГРЫВАТЕЛЕ

Во вращающейся системе координат, например на поверхности земного шара, законы Ньютона не выполняются — такая система координат неинерциальна. В ней появляется добавочная сила инерции, которая зависит от линейной скорости тела и угловой скорости системы. Она перпендикулярна траектории движения тела (и его скорости) и называется силой Кориолиса, по имени французского механика Густава Гаспара Кориолиса (1792—1843), который эту добавочную силу объяснил и рассчитал. Сила направлена так, что для совмещения с вектором скорости её нужно повернуть на прямой угол в сторону вращения системы.

Увидеть, как «работает» сила Кориолиса, можно при помощи электрического проигрывателя для пластинок, поставив два несложных опыта. Для их проведения вырежьте из плотной бумаги или картона кружок и положите его на диск. Он будет служить вращающейся системой координат. Сразу сделаем замечание: диск проигрывателя вращается по часовой стрелке, а Земля — против. Поэтому силы на нашей модели будут направлены в сторону, противоположную наблюдаемым на Земле в нашем полушарии.

1. Сложите рядом с проигрывателем две стопки книг, чуть выше его диска. На книги положите линейку или прямую планку так, чтобы один её край приходился на диаметр диска. Если при неподвижном диске провести вдоль планки линию мягким карандашом, от его центра к краю, то она, естественно, будет прямой. Если же теперь запустить проигрыватель и провести карандаш вдоль планки, он начертит криволинейную траекторию, уходящую влево, — в полном согласии с законом, рассчитанным Г. Кориолисом.

2. Постройте из стопок книг горку и приклейте к ней скотчем жёлоб из плотной бумаги, ориентированный по диаметру диска. Если скатить небольшой шарик по жёлобу на неподвижный диск, он покатится по диаметру. А на вращающемся диске он станет уходить влево (если, конечно, трение при его качении будет невелико).

Физпрактикум

ЭФФЕКТ МАГНУСА НА СТОЛЕ И В ВОЗДУХЕ

1. Склейте из плотной бумаги небольшой цилиндр. Недалеко от края стола поставьте стопку книг и соедините её с краем стола дощечкой. Когда бумажный цилиндрик скатится с получившейся горки, мы вправе ожидать, что он станет двигаться по параболе прочь от стола. Однако вместо этого цилиндрик круто изогнёт траекторию в другую сторону и залетит под стол!

Его парадоксальное поведение вполне объяснимо, если вспомнить закон Бернулли: внутреннее давление в потоке газа или жидкости становится тем меньше, чем выше скорость потока. Именно на основе этого явления работает, например, пульверизатор: более высокое атмосферное давление выжимает жидкость в поток воздуха с пониженным давлением.

Интересно, что закону Бернулли в какой-то степени подчиняются и людские потоки. В метро, у входа на эскалатор, где движение затруднено, люди собираются в плотную, сильно сжатую толпу. А на быстро идущем эскалаторе они стоят свободно — «внутреннее давление» в потоке пассажиров падает.

Когда цилиндрик падает, продолжая вращаться, скорость его правой стороны вычитается из скорости набегающего потока воздуха, а скорость левой — складывается с ней. Относительная скорость потока воздуха слева от цилиндра больше, а давление в нём ниже, чем справа. Разность давлений и заставляет цилидрик круто изменять траекторию и залетать под стол.

Законы Кориолиса и Магнуса учитывают при запуске ракет, точной стрельбе на дальние расстояния, расчёте турбин, гироскопов и пр.

2. Обмотайте бумажный цилиндрик бумажной или текстильной лентой в несколько оборотов. Если теперь резко дёрнуть за конец ленты, она раскрутит цилиндрик и одновременно придаст ему поступательное движение. В результате под действием сил Магнуса цилиндрик полетит, описывая в воздухе мёртвые петли.

Климат | метеорология | Британника

Климат , состояние атмосферы в определенном месте в течение длительного периода времени; это долгосрочное суммирование атмосферных элементов (и их вариаций), которые за короткие периоды времени составляют погоду. Этими элементами являются солнечная радиация, температура, влажность, осадки (тип, частота и количество), атмосферное давление и ветер (скорость и направление).

Британская викторина

Изменение климата: факт или вымысел?

Повышенное содержание CO ₂ в результате глобального потепления приводит к повышению кислотности океанов.

Узнайте о разнице между погодой и климатом и о том, как небольшие изменения климата могут усилить стихийные бедствия Узнайте больше о том, что отличает погоду от климата. Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видео по этой статье

От древнегреческого происхождения слова ( klíma , «наклон или наклон» — например, солнечных лучей; широтная зона Земли; климат) и с самого начала его употребления в английском языке под климатом понимали атмосферные условия, преобладающие в данном регионе или зоне.В более старой форме, clime , иногда предполагалось, что она включает все аспекты окружающей среды, включая естественную растительность. Лучшие современные определения климата рассматривают его как совокупный опыт погоды и поведения атмосферы в течение ряда лет в данном регионе. Климат — это не просто «средняя погода» (устаревшее и всегда неадекватное определение). Он должен включать не только средние значения климатических элементов, преобладающих в разное время, но также их экстремальные диапазоны и изменчивость, а также повторяемость различных проявлений.Подобно тому, как один год отличается от другого, десятилетия и столетия отличаются друг от друга на меньшую, но иногда значительную величину. Таким образом, климат зависит от времени, и климатические значения или индексы не следует указывать без указания того, к каким годам они относятся.

В этой статье рассматриваются факторы, влияющие на погоду и климат, а также сложные процессы, вызывающие изменения в обоих. Другие основные точки охвата включают глобальные климатические типы и микроклиматы. В статье также рассматривается влияние климата на жизнь человека и влияние деятельности человека на климат.Для получения подробной информации о дисциплинах метеорологии и климатологии, см. климатические колебания и изменения. См. Также статью «Атмосфера» для получения дополнительной информации о свойствах и поведении атмосферной системы. Соответствующие данные о влиянии океанов и атмосферной влаги на климат можно найти в гидросфере.

,

Климат | метеорология | Британника

Климат , состояние атмосферы в определенном месте в течение длительного периода времени; это долгосрочное суммирование атмосферных элементов (и их вариаций), которые за короткие периоды времени составляют погоду. Этими элементами являются солнечная радиация, температура, влажность, осадки (тип, частота и количество), атмосферное давление и ветер (скорость и направление).

Британская викторина

Изменение климата: факт или вымысел?

Арктика нагревается вдвое быстрее, чем остальной мир.

Узнайте о разнице между погодой и климатом и о том, как небольшие изменения климата могут усилить стихийные бедствия Узнайте больше о том, что отличает погоду от климата. Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видео к этой статье

От древнегреческого происхождения слова ( klíma , «наклон или наклон» — например, солнечных лучей; широтная зона Земли; климат) и с самого начала его употребления в английском языке под климатом понимали атмосферные условия, преобладающие в данном регионе или зоне.В более старой форме, clime , иногда считалось, что она включает все аспекты окружающей среды, включая естественную растительность. Лучшие современные определения климата рассматривают его как совокупный опыт погоды и поведения атмосферы в течение ряда лет в данном регионе. Климат — это не просто «средняя погода» (устаревшее и всегда неадекватное определение). Он должен включать не только средние значения климатических элементов, преобладающих в разное время, но также их экстремальные диапазоны и изменчивость, а также повторяемость различных проявлений.Подобно тому, как один год отличается от другого, десятилетия и столетия отличаются друг от друга на меньшую, но иногда значительную величину. Таким образом, климат зависит от времени, и климатические значения или индексы не следует указывать без указания того, к каким годам они относятся.

В этой статье рассматриваются факторы, влияющие на погоду и климат, а также сложные процессы, вызывающие изменения в обоих. Другие основные точки охвата включают глобальные климатические типы и микроклиматы. В статье также рассматривается влияние климата на жизнь человека и влияние деятельности человека на климат.Для получения подробной информации о дисциплинах метеорологии и климатологии, см. Климатические колебания и изменения. См. Также статью «Атмосфера» для получения дополнительной информации о свойствах и поведении атмосферной системы. Соответствующие данные о влиянии океанов и атмосферной влаги на климат можно найти в гидросфере.

,

Циклоны и антициклоны

ЭФФЕКТ КОРИОЛИСА

Мы видели, что сила градиента давления перемещает воздух от высокого давления к низкому. Для морских и наземных бризов, которые носят местный характер, это толкает ветер примерно в том же направлении, что и градиент давления. Но в глобальных масштабах направление движения воздуха сложнее. Разница вызвана вращением Земли из-за эффекта Кориолиса (рис. 5.13).

Эффект Кориолиса был впервые обнаружен французским ученым Гаспар-Гюставом де Кориолисом в 1835 году.Из-за эффекта Кориолиса объект в северном полушарии движется так, как если бы сила тянула его вправо. В южном полушарии объекты движутся так, как будто их тянут влево. Это кажущееся отклонение не зависит от направления движения — оно возникает независимо от того, движется ли объект на север, юг, восток или запад.

Географы обычно занимаются анализом движения воздушных масс или океанских течений с точки зрения земного наблюдателя в географической сетке, а не с точки зрения космоса.Таким образом, мы рассматриваем эффект Кориолиса как поворачивающую в сторону силу, которая всегда действует под прямым углом к ​​направлению движения. Сила этой «силы» Кориолиса увеличивается со скоростью движения, но уменьшается с увеличением широты. Этот трюк позволяет нам правильно описывать движение в географической сетке (рис. 5.14).

ЦИКЛОНЫ И АНТИЦИКЛОНЫ

Мы привыкли видеть центры низкого и высокого давления на ежедневных картах погоды. Вы можете думать о них как о метках огромных вихрей воздуха, движущихся по спирали.В центрах низкого давления, известных как циклоны, воздух движется по спирали внутрь и вверх (рис. 5.15). Это движение по спирали внутрь называется конвергенцией. В центрах высокого давления, известных как антициклоны, воздух движется по спирали вниз и наружу. Это движение по спирали наружу называется дивергенцией.

Центры низкого давления (циклоны) часто связаны с пасмурной или дождливой погодой, тогда как центры высокого давления (антициклоны) часто связаны с хорошей погодой. Почему это? Когда воздух нагнетается вверх, он охлаждается по адиабатическому принципу, что позволяет начать конденсацию и выпадение осадков.Итак, пасмурная и дождливая погода часто сопровождает движение циклонов внутрь и вверх. Напротив, в антициклонах воздух опускается по спирали наружу. Когда воздух опускается, он нагревается за счет адиабатического процесса, поэтому конденсация невозможна. Вот почему антициклоны часто ассоциируются с хорошей погодой. Циклоны и антициклоны могут достигать тысячи километров (около 600 миль) в поперечнике и более. Система хорошей погоды — антициклон — может простираться от Скалистых гор до Аппалачей. Циклоны и антициклоны могут оставаться более или менее стационарными или перемещаться, иногда быстро, создавая погодные нарушения.

,

Антициклон — Переиздание Википедии // WIKI 2

Погодное явление — ветер, циркулирующий вокруг области высокого давления

Цветной спутниковый снимок необычного антициклона у южной части Австралии в Южном полушарии, 8 сентября 2012 года, показывающий вращение против часовой стрелки вокруг овальной области с чистым небом. Циркуляция клеток Хэдли имеет тенденцию создавать антициклонические паттерны в широтах Лошади, осаждая более сухой воздух и способствуя образованию великих пустынь мира.

Антициклон (то есть противоположный циклону) — это погодное явление, определенное в глоссарии Национальной метеорологической службы Соединенных Штатов Америки как «крупномасштабная циркуляция ветров вокруг центральной области высокого атмосферного давления по часовой стрелке в Северное полушарие, против часовой стрелки в Южном полушарии «. ^[1] Воздействие наземных антициклонов включает очищение неба, а также более прохладный и сухой воздух. Туман также может образовываться в течение ночи в области более высокого давления.Среднетропосферные системы, такие как субтропический хребет, отклоняют тропические циклоны вокруг своей периферии и вызывают температурную инверсию, препятствуя свободной конвекции около их центра, создавая поверхностную дымку под их основанием. Антициклоны наверху могут формироваться в пределах теплых основных минимумов, таких как тропические циклоны, из-за нисходящего холодного воздуха с тыльной стороны верхних впадин, таких как полярные максимумы, или из-за крупномасштабного опускания, такого как субтропический хребет. Эволюция антициклона зависит от таких переменных, как его размер, интенсивность и степень влажной конвекции, а также от силы Кориолиса. ^[2]

Энциклопедия YouTube

• 1/5

  Просмотры:

  49773

  24 614

  25071

  16 187

  245 441

• ✪ циклоны и антициклоны

• ✪ Антициклоны — образование, 3 типа и отличия от циклонов

• ✪ Циклоны и антициклоны

• ✪ C’est pas sorcier -METEO: Le bulletin des sorciers

Содержание

История

Сэр Фрэнсис Гальтон впервые обнаружил антициклоны в 1860-х годах.Предпочтительные области в пределах синоптического течения на более высоких уровнях гидросферы находятся ниже западной стороны впадин или провалов волновой картины Россби. ^{[требуется уточнение ]} Системы высокого давления также называют антициклонами. Их обращение иногда называют cum sole. Субтропические зоны высокого давления образуются под нисходящей частью циркуляции клеток Хэдли. Области верхнего уровня с высоким давлением лежат над тропическими циклонами из-за их теплого ядра.

Поверхностные антициклоны образуются из-за нисходящего движения через тропосферу, слой атмосферы, в котором возникает погода. Предпочтительные области в пределах синоптического течения на более высоких уровнях тропосферы находятся ниже западной стороны впадин. На погодных картах эти области показывают сходящиеся ветры (изотахи), также известные как слияние, или сходящиеся линии высот около или выше уровня отсутствия расхождения, который находится около поверхности давления 500 гПа примерно на полпути вверх по тропосфере. ^{[3] [4]} Поскольку они ослабевают с высотой, эти системы высокого давления холодные.

Субтропический хребет

Субтропический хребет виден как большая область черного (сухого) цвета на этом спутниковом снимке водяного пара, сделанном в сентябре 2000 года.

Нагревание земли около экватора вызывает восходящее движение и конвекцию вдоль муссонной впадины или зоны межтропической конвергенции. Дивергенция над приэкваториальной впадиной приводит к тому, что воздух поднимается и удаляется от экватора вверх. По мере того, как воздух движется к средним широтам, он охлаждается и опускается, что приводит к оседанию около 30 ° параллели обоих полушарий.Эта циркуляция, известная как ячейка Хэдли, образует субтропический гребень. ^[5] Многие пустыни в мире вызваны этими климатологическими зонами высокого давления. ^[6] Поскольку эти антициклоны усиливаются с высотой, они известны как хребты теплого ядра.

Формация наверху

Развитие антициклонов наверху происходит в циклонах с теплым ядром, таких как тропические циклоны, когда скрытое тепло, вызванное образованием облаков, высвобождается вверх, повышая температуру воздуха; результирующая толщина атмосферного слоя увеличивает высокое давление наверху, которое устраняет их утечку.

Конструкция

При отсутствии вращения ветер имеет тенденцию дуть из областей с высоким давлением в области с низким давлением. ^[7] Чем сильнее перепад давления (градиент давления) между системой высокого давления и системой низкого давления, тем сильнее ветер. Сила Кориолиса, вызванная вращением Земли, дает ветрам в системах с высоким давлением их циркуляцию по часовой стрелке в северном полушарии (когда ветер движется наружу и отклоняется прямо от центра высокого давления) и циркуляцию против часовой стрелки в южном полушарии (когда ветер движется. наружу и отклоняется влево от центра высокого давления).Трение с землей замедляет ветер, истекающий из систем высокого давления, и заставляет ветер течь более наружу (более агеострофически) от центра. ^[8]

Эффекты

Наземные системы

Системы высокого давления часто связаны со слабым ветром у поверхности и оседанием воздуха из более высоких частей тропосферы. Оседание обычно нагревает воздушную массу за счет адиабатического (компрессионного) нагрева. ^[9] Таким образом, высокое давление обычно приносит ясное небо. ^[10] Поскольку в течение дня нет облаков, отражающих солнечный свет, поступает больше солнечной радиации, и температура у поверхности быстро растет. Ночью отсутствие облаков означает, что исходящая длинноволновая радиация (то есть тепловая энергия от поверхности) не блокируется, что обеспечивает более низкие суточные температуры в любое время года. Когда приземный ветер становится слабым, проседание, производимое непосредственно под системой высокого давления, может привести к накоплению твердых частиц в городских районах под высоким давлением, что приведет к распространению дымки. ^[11] Если за ночь относительная влажность на уровне поверхности поднимется до 100 процентов, может образоваться туман. ^[12]

Движение континентальных арктических воздушных масс к более низким широтам приводит к образованию сильных, но неглубоких по вертикали систем высокого давления. ^[13] Уровень поверхности, резкая инверсия температуры могут привести к появлению областей стойких слоисто-кучевых облаков или слоистых облаков, в просторечии известных как антициклонический мрак. Тип погоды, вызванный антициклоном, зависит от его происхождения.Например, расширение Азорских островов с высоким давлением может вызвать антициклонический мрак зимой, потому что они собирают влагу при движении над более теплыми океанами. Высокое давление, которое нарастает на север и перемещается на юг, часто приносит ясную погоду, потому что они охлаждаются у основания (а не нагреваются), что помогает предотвратить образование облаков.

Когда арктический воздух движется над незамерзшим океаном, воздушная масса значительно изменяется по сравнению с более теплой водой и принимает характер морской воздушной массы, что снижает прочность системы высокого давления. ^[14] Когда чрезвычайно холодный воздух перемещается над относительно теплыми океанами, могут возникать полярные депрессии. ^[15] Однако теплые и влажные (или морские тропические) воздушные массы, которые движутся к полюсу от тропических источников, изменяются медленнее, чем арктические воздушные массы. ^[16]

Среднетропосферные системы

Циркуляция вокруг средних (высотных) хребтов и оседание воздуха в их центре направляют тропические циклоны по их периферии. Из-за проседания в системе этого типа может образоваться крышка , которая препятствует свободной конвекции и, следовательно, смешиванию нижнего и среднего уровней тропосферы.Это ограничивает грозовую активность возле их центров и улавливает низкоуровневые загрязнители, такие как озон, в виде дымки под их основанием, что является серьезной проблемой для крупных городских центров в летние месяцы, таких как Лос-Анджелес, Калифорния и Мехико.

Верхние тропосферные системы

Наличие высокого давления на верхнем уровне (высоте) допускает отклонение верхнего уровня, что приводит к сближению поверхности. Если верхний гребень на среднем уровне не существует, это приводит к свободной конвекции и развитию ливней и гроз, если нижние слои атмосферы влажные.Поскольку между конвективным тропическим циклоном и верхним уровнем выше возникает петля положительной обратной связи, эти две системы усиливаются. Этот цикл останавливается, когда температура океана падает ниже 26,5 ° C (79,7 ° F), ^[17] снижает грозовую активность, которая затем ослабляет систему высокого давления верхнего уровня.

Значение для глобального режима муссонов

Когда субтропический хребет в северо-западной части Тихого океана сильнее обычного, это приводит к сезону влажных муссонов в Азии. ^[18] Положение субтропического хребта связано с тем, насколько далеко на север распространяются муссонная влажность и грозы в Соединенных Штатах. Как правило, субтропический хребет через Северную Америку мигрирует достаточно далеко на север, чтобы с июля по сентябрь на юго-западе пустыни начинались муссонные условия. ^[19] Когда субтропический хребет находится дальше на север, чем обычно, в сторону Четырех углов, муссонные грозы могут распространяться на север в Аризону. При подавлении на юге атмосфера на юго-западе пустыни высыхает, вызывая нарушение режима муссонов. ^[20]

Изображение на погодных картах

На погодных картах центры высокого давления ассоциируются с буквой H на английском языке, ^[21] внутри изобары с наивысшим значением давления. На картах верхнего уровня постоянного давления антициклоны расположены в пределах контура линии наибольшей высоты. ^[22]

На Юпитере и Марсе есть два примера внеземной антициклонической бури; Большое Красное Пятно и недавно образовавшийся Овальный BA.Они питаются небольшими штормами, объединяющими ^[23] , в отличие от любого типичного антициклонического шторма, который случается на Земле, где их приводит вода. Другая теория заключается в том, что более теплые газы поднимаются в столбе холодного воздуха, создавая вихрь, как в случае других штормов, включая Пятно Анны на Сатурне и Большое темное пятно на Нептуне. У полюсов Венеры обнаружены антициклоны. ^{[ необходима ссылка ]}

См. Также

Список литературы

1. ^ «Глоссарий: Антициклон». Vasavada, Ashwin R .; Шоумен, Адам П. (24 апреля 2018 г.). «Динамика атмосферы Юпитера: обновление после Галилео и Кассини». Доклады о достижениях физики . 68 (8): 1935. Bibcode: 2005RPPh … 68.1935V. DOI: 10.1088 / 0034-4885 / 68/8 / R06. Проверено 24 апреля 2018 г. — через Institute of Physics.

Внешние ссылки

Эта страница последний раз была отредактирована 4 августа 2020 в 12:17 ,