Как выглядит на карте антициклон: Циклон и антициклон – обозначение, атмосферные фронты, чем отличаются

Названа причина ожидающейся в июле сильнейшей засухи в России: Общество: Россия: Lenta.ru

Ведущий специалист центра погоды «Фобос» Михаил Леус назвал причину сильнейшей за последние несколько лет засухи в России. По его словам, все дело в глобальном потеплении. Своим мнением специалист поделился в беседе с «Лентой.ру».

«Причина, если уж совсем глубоко копаться, в глобальном потеплении и росте температур. Причем температура в арктических регионах растет гораздо быстрее, чем в экваториальной зоне. Соответственно уменьшается температурный контраст между экватором и полярными районами, а это значит, что ослабевает привычный для нас в Северном полушарии западно-восточный перенос воздушных масс», — рассказал эксперт.

Он объяснил, что раньше циклоны перемещались с запада на восток. Из-за этого, отметил Леус, погода менялась чаще. «Сейчас мы получаем более стационарные погодные явления, когда циклоны движутся с севера на юг или наоборот и периодически между этими циклонами появляются малоподвижные очаги повышенного атмосферного давления», — заявил ведущий специалист «Фобоса».

Материалы по теме

00:01 — 9 апреля

12:03 — 18 июня

Синоптик разъяснил, что если регион попадает в зону, где циклоны перемещаются с юга на север или наоборот, то чаще там холоднее нормы и больше дождей, а если он попадает в зону антициклона, то дождей очень мало, а погода теплее.

«Вот вам яркий пример конца июня, когда антициклон господствовал над столичным регионом достаточно длительное время. С 16 по 26 июня столица находилась под его влиянием. У нас не выпало ни капли дождя и температура очень быстро поднялась выше 25 градусов. Вот такие процессы в атмосфере начинают преобладать», — поделился эксперт.

По словам Леуса, предстоящий месяц будет засушливым. Дождей, согласно его прогнозу, следует ожидать только к середине июля.

«Мы и ожидаем что в июле в центре европейской России будет преобладать антициклональная погода. Это не говорит о том, что совсем не будет дождей и не будет циклонов, но чаще в атмосфере будет антициклональная деятельность», — заключил эксперт.

Ранее Михаил Леус не согласился с прогнозом своего коллеги Евгения Тишковца, который предрек в июле сильнейшую засуху, случающуюся раз в десять лет.

Быстрая доставка новостей — в «Ленте дня» в Telegram

Циклон имени Фаины Раневской обрушится на Украину, мороз скакнет до -5-7 градусов: синоптик Диденко поделилась прогнозом

Теперь наши читатели могут узнать, какая погода ждет украинцев в ближайшие сутки. Народный синоптик Наталка Диденко заявила, что так называемая «мадам Rozamunde», то есть, антициклон с замечательным именем в стиле Фаины Раневской, вскоре станет причиной сухой погоды практически во всей континентальной Европе.

Подпишись на Знай в Google News! Только самые яркие новости!

Подписаться

Об этом стало известно благодаря новой публикации Наталки Диденко в сети Facebook.

Осень. Фото: Depo.ua

Осень. Фото: Depo.ua

«В Украине 27-го октября будет много солнца, осадков не ожидается. Постараются хвосты атмосферных фронтов задеть Северную нашу часть, хотя бы увеличением облачности, однако мадам Rozamunde решительно будет отгонять их атмосферным веником. Карта 1.

Наконец, наконец станут виднее движения более теплого воздуха. Ближайшей ночью еще задерживаются «минусы», днем будет холодновато на Востоке и северо-востоке, но все же — явная тенденция к постепенному потеплению. В ночь на среду в Украине от 4 тепла до 4 мороза, местами до 5-7 мороза (карта 2), завтра днем максимальная температура воздуха составит +9+12 градусов, на Юге +11+14 градусов.

Популярные статьи сейчас Показать еще

Но впредь — тадам!! — ночные «минусы» будут растворяться в более теплом воздухе, днем столбики термометров поползут ощутимо выше. Выходные планируйте с учетом прогноза — будет солнечно и, не побоюсь этого слова, тепло, +10+15 градусов, в западных областях до +18 градусов!

В Киеве 27-го октября осадков не предвидится. Ночь еще холодная, с небольшим «минусом», завтра днем ожидается +10+12 градусов. К концу недели в столице и ночью, и днем потеплеет на несколько градусов. Учтите, что в субботу-воскресенье может быть порывистый ветер.

А так — комфортная уличная одежда, смело планы на близкие и дальнейшие путешествия по Украине в уик-энд, спецгардероб в виде страшных толстых брюк и кофт для тех, у кого дома еще не включили отопление, стильные маски на лицо включительно с носом, а не под носом, здоровое осеннее питание в период сезонных и всемирных вирусов, поменьше читать интернет-новости, побольше человеческого общения», — пишет Наталка Диденко.

Публикация Наталки Диденко, скриншот: Facebook

Публикация Наталки Диденко, скриншот: Facebook

Ранее сообщали, встречайте морозы: погода 26 октября заставит украинцев надеть на себя «весь шкаф».

Как сообщал Знай.ua, в Украине идет похолодание с ночными морозами: синоптики рассказали, когда нужно утепляться.

Знай.ua писал, мороз приближается: синоптики прогнозируют резкое похолодание до конца недели.

Подпишись на Знай в Google News! Только самые яркие новости!

Подписаться

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.

Характеристики и образование антициклонов — стенограмма видео и урока

Образование антициклона

Поскольку атмосфера постоянно движется и перемешивается, она испытывает различия в температуре и составе. Это приводит к изменениям давления. Атмосферное давление можно представить как вес воздуха, лежащего наверху. Чем выше накапливается воздух, тем больше давление. Антициклон , или область высокого давления, связан с опусканием воздуха, что приводит к ясной и сухой погоде.Это вызвано взаимодействием нескольких факторов, включая ветер, силу градиента давления, эффект Кориолиса и трение.

Первый фактор, ветер , — это когда воздух перемещается горизонтально с места на место. То, что движется воздух, тоже вызвано перепадами атмосферного давления. Хороший способ понять поток ветра — изобразить давление воздуха на карте. Области высокого давления подобны горам, а области низкого давления — долинам. Движение воздуха или ветра изменяется от высокого давления к низкому.Итак, если вы думаете об этом как о возвышении, ветер дует от высокого давления на вершине «горы» до низкого давления в «долине».

Это то, что создает ветер, и механизм, вызывающий это, является вторым фактором в развитии антициклонов. Этот фактор называется силой градиента давления или движением воздуха от высокого к низкому давлению. Это то, что заставляет воздух двигаться из центра антициклона наружу.

Ветер высоко над поверхностью земли ничем не препятствует движению по прямой, за исключением того, что известно как эффект Кориолиса .Поскольку Земля вращается с запада на восток, любой объект, движущийся по прямой линии, кажется, отклоняется вправо в северном полушарии. Например, если вы стоите на Северном полюсе и запускаете ракету в сторону Техаса, она фактически приземлится к западу от Техаса, может быть, в Калифорнии. Это потому, что пока ракета находилась в воздухе, земля вращалась под ней. С вашей точки зрения на Северном полюсе это будет выглядеть так, как будто ваша ракета дрейфует вправо по дуге. Кажется, что любой объект в Северном полушарии движется по дуге вправо.Южное полушарие является зеркальным отображением севера, и движения противоположны, поэтому кажется, что все поворачивает влево. Эффект Кориолиса — это то, что заставляет воздух вращаться вправо вокруг системы высокого давления в Северном полушарии.

Заключительный фактор образования антициклона трение . В нижних слоях атмосферы ветер волочится по земле, и влияние эффекта Кориолиса уменьшается. Это означает, что воздух на поверхности не так сильно отклоняется вправо.В результате ветер движется по кругу по часовой стрелке вокруг антициклона.

Характеристики антициклонов

Теперь, когда вы знаете, как развиваются антициклоны, как именно они влияют на погоду? Погода под антициклоном почти всегда ясная, теплая и безветренная. Облака и дождь бывают редко, солнечно и очень мало ветра. И зимой, и летом это так. Солнечные, теплые и приятные дни случаются, когда в ваш район приближается антициклон или система высокого давления.Причина этого в том, что воздух скопился высоко в атмосфере, и вес этого воздуха толкает вниз к поверхности или тонет. Облака и грозы, которые приводят к неблагоприятным погодным условиям, образуют, когда воздух может подниматься от земли до уровня выше нуля в атмосфере. Этому препятствует опускание воздуха в антициклон, преобладает хорошая погода. Антициклон может принести вам хорошую погоду на несколько дней или даже недель, пока, в конце концов, холодный фронт не преодолеет его и не надвинется с облаками или дождем.

Краткое содержание урока

Антициклон — это область с высоким давлением, обеспечивающая теплую солнечную погоду. Четыре фактора вместе приводят к развитию антициклона. Первый — ветер , или горизонтальное движение воздуха. Во-вторых, сила градиента давления или движение воздуха от высокого давления к низкому. Третий — , эффект Кориолиса . Это явление происходит из-за вращения Земли. Каждый раз, когда объект или воздух движется над поверхностью, Земля вращается под ним, создавая впечатление, что в Северном полушарии она движется вправо, а не движется по прямой линии.Четвертый — трение . Когда ветер волочится по поверхности, он уменьшает эффект Кориолиса и заставляет антициклон вращаться по часовой стрелке.

Важность антициклонов заключается в том, как они влияют на погоду. Под высоким давлением воздух скапливается высоко в атмосфере и толкает или опускается к поверхности. Это не дает воздуху подниматься, создавая облака или штормы, и создает теплую солнечную погоду без облаков и ветра.

Лекция 8 — Анализ карты приземной погоды

Лекция 8 — Анализ карты приземной погоды Теперь, когда мы узнали, как данные о погоде на поверхности нанесены на карту, мы рассмотрим некоторые из анализ данных, которые можно сделать. Вот относительно простой пример карты поверхности. Данные о давлении, ветре, температуре, облачности и погоде показано.


График погоды на поверхности данные на карте Просто начало. Вы действительно не можете сказать, например, что вызывает пасмурная погода дождем (точечные символы) и мороси (запятые) в северо-восточная часть карты или дождь душ вдоль побережья Мексиканского залива. Некоторые дополнительные нужен анализ. Метеоролог обычно начинал с нарисовать несколько контурных линий давления, чтобы наметить крупномасштабную карту образец давления.Сначала мы рассмотрим контурные линии температуры, их немного легче понять (данные на графике легче расшифровать, а температура варьируется в зависимости от страны в весьма предсказуемым образом).

Изотермы, температура контурные линии, как правило, проводятся при 10 F интервалы. Они делают две вещи: (1) соединяют точки на карте, которые все имеют одинаковую температуру, и (2) отдельные области, которые более теплые чем определенная температура из более холодных регионов. В 40 ^o Изотерма F, выделенная желтым цветом выше, проходит через город, который сообщает о температуре ровно 40 ^o . В основном Это идет между пары из города: один с участием температура выше 40 ^o и другая холоднее чем 40 ^o . Температура обычно уменьшаются с увеличение широта: самые теплые температуры обычно на юге, холоднее температуры на севере.

Теперь те же данные с изобарами втянуты. Снова они отдельный регионы с давлением выше определенного значения из регионов с давление ниже этого значения. Изобары обычно рисуются с интервалом 4 мб.Изобары также соединяют точки на карте с таким же давлением. Изобара 1008 мб (выделена желтый) проходит через город в точке A, где давление точно 1008.0 мб. В большинстве случаев изобара пройдет между двумя города. Изобара 1008 мб проходит между городами с давление 1009,7 мб в точке B и 1006,8 мб в точке C. Ты бы ожидайте найти 1008 мб где-то посередине в этих двух местах идет изобара 1008 мб.

Узор на этой карте сильно отличается от шаблон из изотермы.На этой карте основными особенностями являются круговой минимум и центры высокого давления.

---

Простое обнаружение закрытых центров высокого и низкого давления уже много расскажут о погоде, которая бывает в их окрестностях.

1.
Начнем с больших, почти круглых, центров High и Low. давление. Ниже показано низкое давление.

Воздух начнет двигаться к низкому давление (как камень на склоне холма, который начинает катиться под гору), то сила Кориолиса вызовет в ветер, чтобы начать вращаться (мы узнаем больше о силе Кориолиса позже в семестре).В северном полушарии ветры вращаются по направление против часовой стрелки (CCW) вокруг поверхности низкое давление центры. Ветры также закручиваются по спирали к центру низкий, это называется сходимостью. [ветер крутится по часовой стрелке вокруг низкого центры давления в южном полушарии, но все еще спирали внутрь, не беспокойтесь о южном полушарии, пока не пройдете курс]

Когда сходящийся воздух достигает в центре минимума он начинает подниматься. Поднимающийся воздух расширяется (потому что он движется в более низкое давление окружение на большей высоте), расширение заставляет его Круто.Если воздух влажный и он достаточно охлажден (до или ниже температуры точки росы) облаков сформируется, а затем может пойти дождь или снег. Конвергенция — это 1 из 4 способов вызвать воздух. подниматься. Ты часто видеть облачное небо и ненастная погода, связанные с приземным низким давлением.

Поверхность высокого давления В центрах ситуация прямо противоположная. Ветры вращаться по часовой стрелке (против часовой стрелки в в южный полушарие) а также спиралью наружу (в обоих полушариях). В движение наружу называется дивергенцией.

Мойки в центре поверхностное высокое давление до заменить расходящийся воздух. Тонущий воздух сжимается и согревает. Это не дает облакам формироваться так ясно небо обычно бывает с высоким давлением (чистое небо, но не обязательно теплая погода, сильное поверхностное высокое давление часто образуется при воздух очень холодный).

---

2.
г. образец давления также расскажет вам кое-что о том, где вы можете ожидайте найти быстрый или медленный ветер. В этом случае мы ищем регионы, где изобары либо близко друг к другу, либо широко расставлены.

Контуры, расположенные близко друг к другу, означают: давление меняется быстро с участием расстояние. Это известно как сильный градиент давления и производит быстрый ветер. Это аналог крутого склона на склон холма. Если вы споткнетесь, вы быстро скатитесь с крутого по склону холма, медленнее по пологому склону.

Ветры вокруг высокого давления центр показаны выше с использованием обоих обозначения модели станции и стрелки. Ветры крутятся по часовой стрелке и слегка закручиваясь наружу.Обратите внимание на разную скорость ветра (25 узлов и 10 узлов, построенных с использованием обозначений модели станции)

Ветры вращаются против часовой стрелки и спираль внутрь вокруг низкий давление центры. Самые быстрые ветры снова встречаются там, где давление градиент самый сильный.

Ты должен быть способен нарисуйте направление ветра на каждой из трех точки и определите, где будет самый быстрый и самый медленный ветер. нашел. (ответы вы найдете в конце этой лекции)

---

3.
г. характер давления определяет направление ветра и ветер скорость. Как только начнут дуть ветры, они могут повлиять и измениться температурный режим. На рисунке ниже показан температурный режим, который вы бы ожидайте увидеть, не дул ли ветер вообще или ветер был дует прямо с запада на восток. Группы разных температуры выровнены параллельно линиям широты. Температура меняется с юга на север, но не с запада на Восток.

Это не очень интересно рисунок.Он получает маленький интереснее, если поставить центры высокого или низкого давления в середина.

Ветры, вращающиеся по часовой стрелке переместить теплый воздух в север на западный сторона Высокого. Холодный воздух движется на юг на восток сторона Высокого. Расходящиеся ветры также переносят тепло и холод. воздух подальше от центра Высоты.

Ветер против часовой стрелки перемещает холодный воздух на юг на Западная сторона Низшего. Теплый воздух продвигается на север, на восток. сторона низкой.

Сходящиеся ветры в случае низкого давления будут перемещать воздух массы разной температуры в направлении центра низкого давления и заставляют их сталкиваться друг с другом. Границы между эти сталкивающиеся воздушные массы называются фронтами. Фронты вторые способ вызывает восходящие движения воздуха (поднимающийся воздух расширяется и охлаждается; если воздух могут образовываться влажные облака)

Холодный воздух движется с севера на юг по западная сторона низкий. Передняя кромка наступающей массы холодного воздуха — это холодный ветер.На погодных картах синим цветом обозначены холодные фронты. Маленькие треугольные символы на лицевой стороне идентифицируют его как холодный фронт и показать, в каком направлении он движется. Фронты как спицы на колесе. «Спицы» будут вращаться против часовой стрелки. вокруг центра низкого давления (оси).

Теплый фронт (нарисованный красным с полукругом) показан на правая часть карты на наступающем краю теплого воздуха. Это также вращается против часовой стрелки вокруг минимума.

Это тип штормовой системы относится к как внетропический циклон (экстратропический означает за пределами тропиков, циклон означает вращающийся ветер около низкого давления) или шторм в средних широтах.Большой штормы также образуются в тропиках, их называют тропическими циклонами или чаще ураганы.

---

Облака могут формироваться вдоль фронтов (часто в довольно узкой полосе вдоль а холодный фронт и на большей площади перед теплым фронтом). Нам нужно посмотреть на поперечную структуру теплого и холодного фронтов, чтобы лучше поймите, почему это так.

На верхнем рисунке ниже показано поперечное сечение вид на холодный фронт


Вверху рисунка холодный плотный воздух слева продвигаясь в более теплый воздух с низкой плотностью справа.Смотрим на передний край холодного воздуха массы, обратите внимание на тупую округлую форму. Теплый воздух с низкой плотностью поднял с дороги холодным воздухом. Поднимается теплый воздух.

На нижнем рисунке аналогичная ситуация, большой тяжелый Кадиллак вспахивая кучу Volkswagens. Фольксваген-автомобили подбрасывает кадиллак в воздух.

---

Вот вид в разрезе теплый фасад, конструкция представляет собой немного отличается.

В случае теплого спереди мы смотрим в в назад, задний край холодного воздуха (медленно движется вправо).Обратите внимание пандус как форма холодной воздушной массы. Теплый воздух настигает холод воздух. Теплый воздух все же менее плотен, чем холодный, он не может вклиниваться под холодным воздухом. Скорее теплый воздух овладевает холодным воздухом. фронт может продвигаться только как быстро, поскольку более прохладный воздух уходит вправо.

Теплый воздух снова поднимается и образуются облака. Поскольку теплый воздух поднимается более плавно, облака эта форма обычно распространяется на большая площадь, чем у холодных фасадов.

По аналогии с автомобилем VW ловят Кадиллак. Какие случается когда они обгонят Кадиллак?

Фольксвагены не тяжелые достаточно, чтобы поднять Кадиллак. Они подбегают и пересекают Кадиллак.

Фронты — это второй способ поднять воздух (ветер нарастает по спирали. в поверхностные центры низкого давления, схождение, было 1-м путем)

---

Далее мы потратит некоторое время на изучение погодных условий, которые предшествовать и следите за прохождением теплого и холодного фронтов.

Ниже показано поперечное сечение холодного фронта:

Вот некоторые из конкретных изменений погоды, которые вы можете ожидать наблюдайте до и после прохождения холодного фронта. Фигура в изображение выше расположено перед приближающимся холодом передний. Человек будет находиться в относительно теплых условиях, ветер будет дуть с юго-запада, и давление будет падение. Эти условия перечислены в крайнем правом столбце в таблица ниже.

Погода переменная	сзади, после того, как холодный фронт прошел	Как фронт проходит через	Впереди, до прихода холодного фронта
Температура	круто, холоднее, холоднее *		теплый
Точка росы	обычно намного суше *		может быть влажным (хотя это здесь, на юго-западе пустыни, часто бывает , не так)
Ветров	северо-запад	порывистый ветер (пыльный)	с юго-запада
Облака, Погода	клиринговая	дождевые облака, грозы в узкая полоса спереди (если теплая воздушная масса влажная)	могут быть видны высокие облака
Давление	восходящий	достигает минимума	падающий

* самый холодный воздух может пройти через холодный фронт через день или два.Ночные температуры часто падают на холодном сухом воздухе. за холодным фронтом.

Падение температуры, вероятно, наиболее очевидное изменение, связанное с холодный фронт. Здесь, в южной Аризоне, порывистые ветры и ветер смещения также часто заметны при прохождении холодного фронта.

Изменения давления, предшествующие и следующие за холодным фронтом, не то, что мы наблюдаем или чувствуем, но очень полезно при попытке найдите фронт на карте погоды.

На следующем рисунке мы начали с некоторые данные о погоде нанесенный на карта поверхности с использованием обозначений станционной модели.

Прежде чем пытаться определить холодный фронт, нам нужно было привлечь несколько изобары и нанесите на карту картину давления. В некоторых отношениях фронты похожи на спицы на колесе — они вращаются против часовой стрелки вокруг центры низкого давления. Имеет смысл сначала определить расположение центра низкого давления.

Изобары рисуются с шагом 4 МБ выше и ниже начального значения от 1000 мб. Некоторые допустимых значений показаны в правой части рисунка. Максимальное давление на карте — 1003,0 мб, минимальное — 994,9 мб. мб. Таким образом, мы нарисовали изобары 996 мб и 1000 мб.

Следующим шагом была попытка определить местонахождение теплой воздушной массы в рисунок. Температуры в 60-х годах в правой нижней части. карты; эта область обведена красным.

Кажется, что холодный фронт на карте расположен правильно. Воздух впереди тепло, влажно, ветер дует с Ю или Ю, и давление падает. Это все, что вы хотели бы ожидайте найти впереди холодный фронт.

Облака и ливневый дождь находились прямо у фасада, обычно там, где они встречаются.

Воздух за фронтом холоднее, суше, ветер дует с NW, и давление падает. Обратите внимание на холодный фронт. расположен на переднем крае массы холодного воздуха, не обязательно в перед самым холодным воздухом в холодной воздушной массе.

---

Далее проделаем ту же процедуру с теплыми фронтами.
Вот вид в разрезе


Вот типичные погодные условия до и после лобной проход.

Погода Переменная	сзади, после того, как фронт прошел	Как фронт проходит через	Впереди, до прибытия фронта
Температура	подогреватель		круто
Точка росы	может быть более влажным		сушилка
Ветров	от S или SW		из E или SE
Облака, Погода	клиринговая		колодец с разнообразными облаками впереди фронта, также может быть большое разнообразие типов осадков.
Давление	восходящий	достигает минимума	падающий

А вот анализ карты поверхности:


Обратите внимание на обширную облачность и осадки перед теплый фронт. Здесь довольно неплохая температура и точка росы разница на противоположных сторонах теплого фронта и явный сдвиг в направления ветра.Давление падает впереди тёплого фронта и поднимаясь сзади.

На этой карте также было довольно явное свидетельство холодного фронта.

---

Наконец, вот карта поверхности, с которой мы начали эту лекцию. с участием. Мы были пытаясь выяснить, что вызвало облака в северо-восточной части карта и что вызвало ливень вдоль залива Побережье. А теплый фронт и холодный фронт были добавлены к изобарическому анализу.


Теплый фронт вероятно, является причиной большей части распространенной облачности и осадки в северо-восточной части карты (восходящие движения воздуха вызвали за счет приближения приземных ветров к центру низкого давления также способствуя).Холодный фронт вызывает ливни по Побережье Мексиканского залива.

---

Важны процессы, вызывающие восходящее движение воздуха. Поднимающийся воздух расширяется и охлаждается. Если воздух влажный и холодный достаточно, облака могут образовываться.

Конвергенция — это первый процесс, вызывающий восходящее движение воздуха.

Как мы только что видели, как теплый, так и холодный фронт вызывают подъем воздуха.


Теплый воздух поднимается плотным холодным воздухом позади наступающего холода. передний. Теплый воздух вытесняет холодный уходящий воздух вдоль теплого фронта.

Свободная конвекция, о чем мы уже говорили, является третьим процесс.

Топографический или орографический подъем это 4-й способ заставить воздух повышаться.


Когда движущийся воздух встречает гору, он должен пересечь ее. Это. Вы часто видите облака и дождь на наветренной стороне гора, где поднимается воздух. Более сухие условия, тень от дождя находится с подветренной стороны, где воздух опускается (при условии, что в основном ветры дуют в одном направлении над горой).

---

Вот ответ на вопрос, найденный ранее в примечаниях относительно ветра направления и скорость ветра

Ветры дуют с северо-северо-запада. в точках 1 и 3. Ветры дуют со стороны юго-востока в точке 2. Самый быстрый ветер (30 узлов) наблюдается в точке 2, потому что это это место, где изобары наиболее близки друг к другу (самое сильное давление градиент). Самый медленный ветер (10 узлов) — в точке 3.

---

Большое красное пятно Юпитера | Национальное географическое общество

1.Исследуйте движения циклонов и антициклонов.
Экстремальные погодные условия на Земле возникают там, где в атмосфере низкое давление. Посмотрите на схему Циклон и Антициклон. Сведите кончики пальцев вместе, направьте их к потолку и разведите кончики пальцев и большой палец наружу, двигая рукой вверх. Вы имитируете движение циклона, системы низкого давления, в которой воздух проходит через центр шторма и направляется к небу. Циклоны связаны с дождями.В антициклоне все наоборот. Это система высокого давления, в которой воздух направляется вниз через центр шторма к поверхности планеты. Имитируйте движение антициклона, держа ладонь ладонью вниз к полу, медленно соединяя кончики пальцев вместе и двигая рукой к полу. Антициклоны обычно не дают осадков. Ветры в антициклоне дуют по часовой стрелке в северном полушарии и против часовой стрелки в южном полушарии.

2. Исследуйте Юпитер интерактивно.
Исследуйте предоставленный интерактивный Юпитер. Насколько велико Большое красное пятно Юпитера? Этот шторм размером с три Земли! Сколько времени требуется шторму, чтобы совершить полный оборот? На это уходит около 6 дней. Как долго продолжается буря? Этот шторм бушует уже не менее 400 лет. Большое красное пятно Юпитера находится в северном или южном полушарии? Шторм в Южном полушарии. Как вы думаете, это циклон или антициклон? Это антициклон.

3. Приготовьтесь к практической работе.
Вы будете использовать повседневные материалы, чтобы создать модель Великого Красного Пятна на Юпитере. Соберите необходимые материалы, включая 400 миллилитров (13,5 жидких унций) воды и 10 миллилитров (0,34 унции) кукурузного крахмала.

4. Создайте модель Большого красного пятна Юпитера.
Налейте воду в форму для пирога. Затем добавьте кукурузный крахмал и несколько капель пищевого красителя. Перемешивайте, пока не исчезнут комочки. Дайте кукурузному крахмалу осесть на дно формы для пирога.Затем проведите мешалкой по дну кастрюли. Мешалка представляет собой Большое красное пятно. Кукурузный крахмал и вода представляют поверхность Юпитера. Что вы замечаете, перемещая мешалку по дну кастрюли? Вы должны увидеть, как по обе стороны от мешалки образуются водовороты, похожие на ураганы. Как это связано с тем, как Большое красное пятно выглядит на Юпитере? Это должно выглядеть очень похоже. Когда Большое Красное Пятно движется по Юпитеру, оно создает более мелкие водовороты. Перемещение мешалки по дну формы для пирога моделирует движение Большого Красного Пятна по Юпитеру.

5. Создайте масштабируемую диаграмму.
Нарисуйте диаграмму, чтобы пропорционально представить Землю, Юпитер и Гигантское Красное Пятно. Обозначьте каждую и создайте ключ для идентификации используемой шкалы. Поделитесь своей диаграммой с членами семьи и обсудите любые их вопросы о Большом красном пятне Юпитера. Вместе вырежьте масштабные рисунки и выясните, сколько Земель умещается на Юпитере, а сколько Землей умещается на Большом Красном Пятне.

Антициклоны и погодные условия Новой Зеландии »О компании MetService

Когда мы видим большой антициклон на карте погоды, большинство из нас думает о солнечных днях и слабом ветре.На самом деле, у антициклонов часто есть целый набор уловок, включая пасмурное небо, морось, грозы, внезапные наводнения и даже штормы.

(Вверху) Карты погоды на 17 февраля 1990 г. Спутниковый снимок, сделанный в 16.30, 17 февраля 1990 года. Круглые белые пятна ярких облаков — это вершины гроз.

В летнюю половину года в антициклонах есть опасность грозы. Захватывающий случай произошел 17 февраля 1990 года, когда грозы развивались почти непрерывной линией от Инверкаргилла до Руапеху.Внезапные наводнения и оползни прорезали ряд высоких проселочных дорог в Южном Кентербери, где за один час было зафиксировано 28 миллиметров осадков. На Северном острове дорога заблокировала шоссе № 1 возле Хантервилля.

Эти грозы образовывались во второй половине дня над внутренними районами, где температура поверхности была наиболее высокой, например, на склонах холмов, которые были перпендикулярны падающему солнечному свету и были каменистыми, а не покрытыми деревьями.

Грозы также имели тенденцию формироваться вдоль внутренней границы морского бриза, проникающего вглубь суши с побережья.В воздухе над океаном много водяного пара. Как только этот воздух увлекается сильными восходящими потоками внутри грозового облака, большая часть водяного пара конденсируется в жидкость. При этом выделяется тепло, которое увеличивает плавучесть воздуха и поддерживает или даже ускоряет его восходящее движение.

(Хорошая подача водяного пара необходима для существования гроз; водяной пар можно рассматривать как топливо, которое стимулирует их рост.)

В этом сценарии воздух у поверхности Земли должен быть так сильно нагрет, потому что антициклоны обычно имеют слой теплого воздуха на высоте около 1500 метров над уровнем моря.Обычно в атмосфере температура понижается с высотой, но у основания антициклонического теплого слоя она резко возрастает на несколько градусов на небольшом расстоянии. Это известно как «температурная инверсия», и она действует как крышка, предотвращая подъем воздуха внизу. Только когда приземный воздух нагревается до температуры, значительно превышающей температуру воздуха в инверсии, он будет обладать достаточной плавучестью, чтобы пробиться к более холодному воздуху наверху.

Как антициклон создает инверсию? Антициклоны — это области повышенного атмосферного давления — «максимумов».»Они вызваны сильными воздушными потоками в верхних слоях атмосферы, которые накапливают больше воздуха в одном месте, чем в другом.

Воздух внутри антициклона опускается с высоких уровней. При спуске он сжимается более высоким атмосферным давлением у поверхности Земли, и это сжатие нагревает воздух.

Хотя температура воздуха повышается, количество содержащегося в нем водяного пара остается прежним. Но поскольку количество водяного пара, которое воздух способен удерживать, быстро увеличивается с температурой, опускающийся воздух становится, условно говоря, очень сухим, и любое облако, которое у него было, когда оно начало опускаться, быстро испаряется.

Однако тонущий воздух обычно не достигает поверхности Земли. Вместо этого он распространяется по горизонтали примерно на 1500 метров над уровнем моря, оставляя слой более холодного воздуха между инверсией и поверхностью. Водяной пар и атмосферные загрязнители задерживаются в этом холодном воздухе, часто создавая слой облаков чуть ниже инверсии.

В летнюю половину года этот слой облаков обычно днем ​​«выгорает» над землей из-за солнечного излучения.Но зимой солнечное излучение, попадающее в атмосферу под более наклонным углом, слабее. Тогда слой облаков может длиться весь день и может быть достаточно толстым, чтобы вызвать морось.

Это особенно актуально в прибрежных районах, когда дует ветер с моря на сушу. В Крайстчерче зима на северо-востоке может принести два или три дня низкой облачности и моросящего дождя, когда над городом медленно движется антициклон. Как это ни парадоксально, расчистка обычно наступает, когда погодная карта выглядит более угрожающей, когда фронт приближается с запада, а множество изобар распространяются по стране.Это потому, что ветер меняет направление по мере приближения фронта и дует через Южные Альпы. Воздух проливает дождь на западном побережье; затем, спускаясь с горных вершин, сжимается и согревается. Из-за силы ветра и турбулентности воздух теперь проникает до поверхности Земли, очищая от мороси и низких облаков.

Часто фронтальный дождь не достигает Крайстчерча из-за укрытия в Альпах, и если направление ветра позади фронта будет между западным и юго-западным, Крайстчерч все равно будет защищен от постфронтовых ливней.Итак, в этих ситуациях у кантабрийцев самая неприятная погода во время антициклона, и лучшая погода, когда фронт близок.

Антициклоническая инверсия температуры не только прикрывает низкую облачность, но и улавливает и искажает приземные ветры. Поскольку инверсия препятствует подъему поверхностного воздуха, этот воздух должен огибать препятствия.

Блокированный Южными Альпами, воздушный поток на запад или северо-запад отклоняется от концов Южного острова, вызывая штормы в южном Фьордленде и проливе Кука, когда на погодной карте всего несколько изобар.

Если температурная инверсия находится чуть выше горных вершин, воздух может сжиматься над ними, вызывая сильные ветры. Еще лучше, если инверсия находится ниже горных вершин, но выше горных перевалов, тогда через перевалы могут возникать ветры, достаточно сильные, чтобы сбить трамплера с ног. Этот эффект похож на то, как если бы вы держали большой палец над краном с проточной водой, чтобы разбрызгивать воду по комнате.

Эти сильные ветры, возникающие на стыке суши и температурной инверсии, могут распространяться вниз по течению на сотни километров над морем, но на пересеченной местности будут рассеиваться в турбулентном потоке.Поскольку они могут возникать, когда над Новой Зеландией есть только одна или две изобары, они часто застают людей врасплох.

Помимо низкой облачности и моросящего дождя, еще одной характеристикой антициклонов зимой является туман. В высокогорных районах туман может иметь температуру ниже нуля и покрывать сельскую местность льдом, из-за чего овцы примерзают к земле, а кролики получают обмороженные уши.

Антициклоны ответственны за большую часть нашей хорошей погоды, но чем дольше они находятся рядом, тем выше риск того, что что-то может пойти не так.Мораль такова: никогда не отворачивайтесь от антициклона, даже если он хорошо зарекомендовал себя.

Эрик Бренструм, ведущий прогнозист, Метеорологическая служба Новой Зеландии, Ltd. Перепечатано с разрешения New Zealand Geographic № 18 (апрель-июнь 1993 г.)

Метеорология 302

Метеорология 302.1, осень 2008 г.

Заметки для занятий за вторник, 19 февраля 2008 г.

Meagan Mushammel И Крис Сантер

Объявления

— Среднесрочная оценка 1: вторник, 26 февраля 2007 г. Принесите Scantron Форма 882 или 882-E, № 2 Карандаш 50 вопросов с множественным выбором — охватывает класс Материал до четверга, 21 февраля 2007 г.

— Ключ ответа опубликован для домашнего задания № 1

Назначения

Раубер, Уолш и Шарлевуа : Глава 2 (Радар) 28-31 и (Спутник) 34-37

Зебровски: Глава 2

Фронты (Раздаточный материал в Интернете)

Уборка

Получено 1 раздаточное: лицевое: 500 мб График для США и части Мексики и Канады.

назад: 500 мб диаграмма для Тихого океана

Сиэтл Метеограмма

Перевод: Seattle Tacoma Int.Станция аэропорта: Погода в течение 24 часов.

Верхний график: показывает, как температура и температура точки росы изменилось за этот 24-часовой период.

Верхняя строка — температура

Нижняя строка — точка росы

Обратите внимание, что вы можете использовать эту информацию для составления прогноза. Поскольку днем ​​температура падает, разница между температурой и температура точки росы становится меньше, что означает увеличение относительной влажности и влага начинает накапливаться в 4:00 утра.Как только восходит солнце, в 7:00 Утром относительная влажность уменьшается, и туман рассеивается.

SO: В 4:00 относительная влажность почти 100%

VIS = означает, что погодный наблюдатель может видеть в миль.

PREC = Осадки

WX = Текущая погода

Карта погоды: 500mb Chart

На высоте 18 000 футов (в будущем не упоминается), средний часть атмосферы.

(Нетрадиционной карты нет в S.F. Chronicle, поэтому используется метрическая система)

Важно : грозы, облака, связанные с дождем имеют тенденцию плыть по ветру на этой высоте. (Как бревна в потоке реки).

На этой диаграмме показаны ветры и помогают делать прогнозы.

Информация для этой карты получена с метеозондных зондов. (образец показан на прошлой неделе).

Функции давления сегодня (500 МБ Диаграмма 19.02.08):

2 циклона (НИЗКОЕ давление) и

1 антициклон (ВЫСОКОЕ давление) в виде горной вершины на топографическая карта.

Должен быть окружен замкнутой изобарой.

В средних широтах:

Изгиб на юг Желоб (НИЗКИЙ) как овраг / каньон на топографическая карта. (Изобар не закрыт).

К северу изгибает хребет (ВЫСОКИЙ), как гребень на топографическом изображении. карта. (Изобар не замкнутый круг).

Нарисуйте стрелки ветра на карте. (Карта 500 МБ со стрелками ветра на сайт класса)

Примечание: ветер дует параллельно изобарам (где изобары ближайший = самый быстрый ветер), в то время как на карте поверхности ветер сходится при НИЗКОМ давлении области и отклоняется от областей ВЫСОКОГО давления.

Нарисуйте на карте стрелки-линии. (Анализируемая диаграмма 500 МБ на сайте класса)

Фиолетовая стрелка (на графике 500 МБ за 19.02.08) показывает ощущение того, как дует ветер.

Спутниковый снимок показывает, где находятся облака и как они движутся. согласуется с этими стрелками.

На диаграмме

также показан раскол в Jet Stream (также известный как штормовой трек). часть идет на восток, часть идет вверх на север, а затем спускается, чтобы слиться с югом. Восточная часть U.С.

(Может расколоться, как река в меандрах).

Введение в научный метод

Притворитесь: у вас есть 30 лет карты и сателлита 500 МБ изображения

Наблюдение: облака имеют тенденцию двигаться вместе с ветром.

Теория: существует связь между облаком, движением и ветер на высоте 500 мб.

Позволяет сделать вывод вещи без ветровых наблюдений.

Карта погоды: 500 мп из Тихий океан (оборотная сторона раздаточного материала)

В Тихом океане нет метеостанций.

Сделайте вывод: какие ветры бывают, глядя на спутники.

Wind: (даже разнесенный по всему миру) Компьютерная догадки.

Характеристики струйного течения и давления: соответствует информации из карты 500 МБ США

Важно: может вывести без метеостанций в Тихий океан: погода, штормы и т. Д., Которые будут развиваться даже в США

Направление флага скорости: сообщает метеорологу, глядя на него. Южное (слева) или Северное полушарие (справа).

Спутниковые снимки ссылка Инфракрасная 4 км

Инфракрасный используется для различения облаков с осадками и без. Также можно увидеть их ночью.

Наименьший объект, который вы можете увидеть: 4 км, облака 4 км.

Цветовая кодировка: основные цвета = глубокие облака = дождь

Уведомление: облака движутся на анимированной странице с запада на восток и с северо-запада над Монтаной в соответствии с нашей раздаточной таблицей 500 МБ.

Для создания изображения сверху вниз требуется 20 минут.

Чтобы увидеть большую область, она должна быть в большем масштабе, например. 28 год км, который показывает весь Тихий океан, но менее подробно.

Щелкните ROCK в верхней части страницы, чтобы просмотреть изображение, перемещающееся вперед и назад.

Эта анимация соответствует нашему 500 МБ Тихого океана Раздаточный материал по следу шторма.

Следующая система уже разрабатывается на Филиппинах. Острова, которые дойдут до нас.

500mb График меняется, но может быть использован для краткосрочного использования. прогноз (12 — 24 часа).

Jet Stream — ключ к пониманию сурового Tornatic Грозы.

Радар
Сеть должна была существовать с 1988 года, но только с 1995 года из-за огромных количество времени, усилий и денег.

Первое использование радара: военный радар для обнаружения врага самолеты / корабли в ВОВ.

Затем настроен так, чтобы видеть дождевые облака, которые производят дождь. ливень, вызывающий внезапные наводнения, ветры Ураганные грозы вращаются ветры, радар может оценить и предупредить о развитии торнадо любого предупреждения об опасности для населения.

Противоречие: Исследование дорогое, но спасительное.

Споры о том, следует ли раздавать радар бесплатно?

Теперь планы свободно отправляются в любую страну по 3 ^р. и 4 ^р. страны мира, в которых есть проблемы с погодой.

Споры в США: прямая видимость

У

западных штатов США есть проблемы из-за горных местность.

В целях экономии везде устанавливается один и тот же радар. Национальная служба прогнозов погоды.(Смотрите фото на сайте нашего класса)

Офис прямо рядом с радаром, и у всех есть безопасная комната, так как синоптик должен быть на дежурстве, пока происходит худшее событие (Катрина, Оклахома).

Наша метеостанция находится в Монтерейском военно-морском аспирантуре. Школьный городок. После 11 сентября его нельзя посетить, но другие жители страны могут быть посетил.

Оклахома-Сити имеет хорошую видимость, как в квартире пейзаж. Радар находится над линией деревьев и наклоняется, чтобы контролировать все облака.

Если бы наш был в Сан-Хосе: по обе стороны горы. (Хребет Диабло и гора Санта-Крус). Радар должен быть наклонен на все путь вверх.

Наши переехали из Редвуд-Сити в Монтерей, когда Кремниевая долина стала слишком дорогой.

Радар на высокой вершине горы Аннан, так что он находится в пределах прямой видимости но, учитывая кривизну Земли даже под наклоном, он пролетает мимо дождя облака.

(Ларри Хэгмен, актер из Далласа, вмешался в Служба погоды, как ему казалось, радар излучает микроволновую печь как энергию).

Правило: луч радара Национальной метеорологической службы нельзя наклонять ниже ½ градуса над горизонтом. С увеличением расстояния влияние огромно, помимо эффекта кривизны мира.

Облака перехвачены в Сан-Франциско на высоте 8000 футов; Санта-Роза на высоте 14000 футов.

Наш местный радар не может видеть более короткие облака, что случается часто в нашем районе.

СМИ не сдерживаются. Они могут наклонять один и тот же тип радара вниз без нареканий.

Проблемы на Западе: никаких политических проблем, только горные пейзаж доставляет неприятности.

Провинции Бассейн и Хребет потребуются на каждом расстоянии по радару = США банкрот.

Национальное покрытие радаров

Ссылка: Портал доплеровских радаров Национальной метеорологической службы

Показывает покрытие радаров по стране.

Граница штатов Нью-Мексико и Аризона не густонаселенная. У них суровая погода, но нет радаров.

(Поскольку радары дешевеют, они могут скоро появиться на каждом диапазон).

— Очередной сайт покрытия нашего радара с розовым кружком и следующая станция из Монтерея — Дэвис.

Быстрый Обзор:

Метеограммы

Представьте все виды погода (температура, температура точки росы, текущая погода, ветер, видимость и т.п…), которые происходят на одной конкретной станции в течение 24 часов.

500mb Диаграмма

Примерно 18000 футов над уровнем моря

Когда изобары уходят на север, они обычно кружат над антициклоном (Высокое давление)

Когда изобары уходят на юг, они обычно кружат циклон (Низкое давление)

Ветер измеряется погодой воздушные шары, дважды в день в одно и то же время на каждой станции по всему миру

Антициклон похож на пик горы

Желоб похож на каньон

Ветер НЕ попадает в циклон и вдали от антициклона

Изобары текут параллельно Низкому и Области высокого давления

Нет метеостанций в океан

Океанские ветры предсказываются компьютер

Обычно самые близкие изобары представляют местонахождение Jet Stream

Графики 500 МБ можно использовать во время шторма трекеры

Национальные доплеровские радиолокационные станции

Были споры о том, насколько свободно U.С. должен поделиться планами с остальным миром

Все радиолокационные сайты в США смотрят точно такой же

Сайтов размещено не более населенных пунктов в каждом штате

Научный метод

Организованный подход, используемый для систематически изучать и решать проблемы природного мира

1. Сделать набор наблюдения

(a) Необходимо использовать множество наблюдений, а не только одно

2. Определите проблему, очевидную из экспертиза наблюдения

3. Сформулируйте гипотезу для объяснения проблема с использованием проверенных принципов

(a) НЕ теория! Теория — проверенная гипотеза

..Подробнее о Scientific Метод следующего класса ..

изобар — давление, погода, ветер и атмосфера

Изобары — это линии, соединяющие точки равного атмосферного давления на картах погоды .Изобары похожи на линии высот на географической карте , и они нарисованы так, что никогда не могут пересекать друг друга. Метеорологи используют изобары на картах погоды, чтобы изобразить изменений атмосферного давления над территорией и сделать прогнозы относительно ветрового потока .

Термин «изобара» происходит от греческого isos (равно) и baros (вес).

Линии построены с использованием данных из отчетов о среднем давлении на уровне моря.Поскольку большинство метеостанций расположены не на уровне , а на определенной высоте, давление, измеренное в каждом месте, необходимо преобразовать в давление на уровне моря перед построением изобар. Нормальное атмосферное давление на уровне моря определяется как давление 1 атм или 29,92 дюйма рт. Ст. (760 мм рт. Ст. Или 760 торр). Этот процесс нормализации необходим, потому что атмосферное давление падает (уменьшается) с увеличением высоты, а разница давления на картах должна быть связана с погодными условиями, а не с перепадом высот в разных местах.

Ветер — прямое следствие разницы атмосферного давления. Чем больше контраст давления над областью, тем короче расстояние между изобарами на погодной карте, изображающей область. Ветер дует от областей высокого давления к низкому. Чем больше разница в давлении между двумя областями, тем быстрее будет дуть ветер, поэтому более близкие изобары на погодной карте предсказывают более высокую скорость ветров.

Хотя ветер изначально контролируется разницей давления, он также изменяется под влиянием эффекта Кориолиса и трения вблизи поверхности Земли.Вот почему изобары могут дать только общее представление о направлении и силе ветра.

Правило, впервые отмеченное в 1857 году голландским метеорологом Кристофом Буйс-Баллоттом (1817–1890), описывало связь между изобарами и ветром: в северном полушарии, если вы стоите спиной к ветру, зона низкого давления находится на левый. В Южном полушарии стоять спиной к ветру означает, что область низкого давления находится справа. Это называется законом Буйса-Баллотта.

Изобары могут формировать определенные закономерности, что делает их полезными для анализа или прогноза погоды. Циклон или депрессия — это область изогнутых изобар, окружающих область низкого давления, в центре которой в северном полушарии дуют ветры против часовой стрелки. Антициклон — это область изогнутых изобар, окружающая область высокого давления, и ветер дует по часовой стрелке в центре антициклона в северном полушарии. Открытые изобары, образующие V-образную форму, определяют проход низкого давления, тогда как N-образные открытые изобары высокого давления определяют гребень высокого давления.Эти функции обычно предсказуемы и связаны с определенными видами погоды, что упрощает прогноз погоды для определенной области.

Обтекаемый анализ

Введение

Эта лабораторная работа будет исследовать оптимизацию как полезную функцию для определения различных воздушных масс, зон конвергенции и / или фронтов, а также центров циркуляции. Оптимизация полезна для этого в средних широтах и ​​является особенно важным процессом в тропических регионах, где горизонтальные градиенты температуры и давления относительно слабы, а кинематические процессы определяют большую часть активной погоды.

Предварительная лабораторная работа: определения и типы направлений

Линии тока — это семейство кривых, которые мгновенно касаются векторов скорости в поле потока. Они показывают направление, в котором элемент жидкости будет двигаться в любой момент времени.

Линии тока представляют собой мгновенное направление ветра и рисуются как бесконечные линии, которые могут сходиться или расходиться друг с другом (согласно определенным правилам). Они нарисованы с примерно равными интервалами, чтобы уловить поток во всех областях.Таким образом, расстояние между линиями тока обычно не является репрезентативным для какого-либо градиента и не пропорционально скорости ветра.

Предварительная лаборатория: определения и типы линий тока » Waves

Возможно, наиболее простой и часто наблюдаемый образец линий тока, помимо прямой линии, — это волновой рисунок. Волна представляет собой колебание, соответствующее областям переменного циклонического или антициклонического течения (более низкое или повышенное давление соответственно).Схема, показанная здесь и в остальной части лаборатории, представляет условия северного полушария.

Предварительная лабораторная работа: определения и типы линий тока » Асимптоты

Асимптота — это линия тока, на которой сливаются или расходятся другие линии тока. Когда поток не является простой волной, как указано выше, и существуют области слияния или слияния, его часто можно зафиксировать, нарисовав асимптоты.

Конфлюэнтная асимптота — это линия тока, на которой сходятся другие линии тока.Асимптоты слияния обычно анализируются вблизи циклонических циркуляций и вдоль фронтов, но их также можно найти в других местах. См. Пример красной обтекаемой линии ниже. * Примечание: красный цвет — это стандартный цвет для обозначения слияния / схождения в военном анализе линий тока, в то время как синий цвет используется для обозначения различия / расхождения. Другие источники анализа могут использовать эти конвекции или использовать все черные линии тока.

Асимптота диффузного потока — это линия тока, от которой расходятся другие линии тока.диффузные асимптоты обычно анализируются, возникающие из центров антициклонической циркуляции, при переходах потоков и в других областях. Пример ниже.

Предварительная лабораторная работа: определения и типы линий тока » Особые точки

Особые точки — это места, где невозможно определить направление потока, то есть можно провести более одного подхода к линии тока. Это может быть точка на диаграмме, в которую входит несколько линий тока, или где линии тока могут образовывать замкнутую кривую.Скорость ветра в особой точке равна нулю, а в прилегающих районах — очень слабая.

Вихревые особые точки — это циркуляционные ячейки, которые могут быть циклоническими или антициклоническими. Вихревой впускной поток обозначен как замкнутая циркуляция, где линии тока сходятся в низкое давление.

Антициклоническая вытяжка — это закрытый центр циркуляции, в котором линии тока расходятся из-за высокого давления. Ниже приведены примеры каждого из них. Еще раз обратите внимание на цветовое соглашение букв, используемых для обозначения антициклонической и циклонической циркуляции.

Бугорок — это промежуточный узор, который представляет переходную фазу между волной и центром циркуляции. Куспиды обычно недолговечны в синоптическом масштабе. Пример показан ниже.

Нейтральные особые точки обозначают места, где пересекаются сливающиеся и диффузные асимптоты. В некоторых случаях нейтральная точка захватывает область почти чистого деформационного потока, подобного тому, что показано ниже, с входящими юго-восточными и северо-западными ветрами, деформирующимися с образованием выходящих северо-восточных и юго-западных ветров.

Нейтральные точки являются переходными областями между двумя подобными особыми точками, или они будут отделять один режим потока от соседнего режима потока противоположного направления (например, большая область западного потока средних широт, прилегающая к большой области тропических восточных пассатов). Примеры волнового цуга, включающего нейтральные точки, приведены ниже.

Другой часто наблюдаемый образец (обязательно наблюдаемый, даже) — нейтральная точка, которая отделяет преобладающий фоновый поток от противоположно направленного потока внутри антициклона или циклона.Ниже приведен пример циклона, встроенного в тропические восточные ветры — нейтральная точка должна отделять фоновый восточный поток от западного потока где-то рядом с центром циркуляции.

Предварительная лабораторная работа: определения и типы направлений » Проверка знаний

Перед тем, как начать процесс оптимизации, давайте проверим понимание и способность идентифицировать вышеупомянутые закономерности и особенности.

Вопрос 1 из 4

Каковы три основных функции анализа оптимизации? Выбрать все, что подходит.

Правильные ответы: a, c и e.

Вопрос 2 из 4

Асимптоты используются в областях значительной конвергенции или расхождения

Вопрос 3 из 4

Очень кратко опишите скорость ветра в центре и в непосредственной близости от особой точки.

Ветер почти нулевой в центре впускной / исходящей или нейтральной точки и обычно слабый в непосредственной близости

Вопрос

Выберите тип линии обтекания или обтекания, который присутствует в каждой из пронумерованных точек на изображении выше.

1. — циклоническая впускная антициклоническая вытяжка нейтральная точка конфлюэнтная асимптота диффузная асимптота

противоциклонный выход

2. — циклоническая впускная антициклоническая вытяжка нейтральная точка конфлюэнтная асимптота диффузная асимптота

нейтральная точка

3. — циклоническая впускная антициклоническая вытяжка нейтральная точка конфлюэнтная асимптота диффузная асимптота

противоциклонный выход

4. — циклоническая впускная антициклоническая вытяжка нейтральная точка конфлюэнтная асимптота диффузная асимптота

циклонный впускной

5. — циклоническая впускная антициклоническая вытяжка нейтральная точка конфлюэнтная асимптота диффузная асимптота

диффузная асимптота

6. — циклоническая впускная антициклоническая вытяжка нейтральная точка конфлюэнтная асимптота диффузная асимптота

конфлюэнтная асимптота

7. — циклоническая впускная антициклоническая вытяжка нейтральная точка конфлюэнтная асимптота диффузная асимптота

нейтральная точка

8. — циклоническая впускная антициклоническая вытяжка нейтральная точка конфлюэнтная асимптота диффузная асимптота

диффузная асимптота

Правильные ответы выделены зеленым цветом выше. Обратите внимание, что в точках 5 и 8 показаны диффузные асимптоты — поток там расходится к северо-востоку и юго-западу, образуя линию схождения, которая проходит через точки 6 и 4.

Предварительная лаборатория: Построение оптимального анализа » Базовый подход и советы

Вот несколько общих рекомендаций, которые следует учитывать в процессе оптимизации.Следуйте этим рекомендациям при выполнении практических упражнений на следующей странице и во время лабораторной работы.

• Нарисуйте от руки линии обтекания, удерживая их параллельно общему потоку
• Линии тока никогда не пересекаются, за исключением нейтральной точки
• Нарисуйте линии тока примерно через равные промежутки времени, делая их достаточно частыми, чтобы другой пользователь мог легко измерить общий поток во всех регионах
• При слабом ветре сопоставление всех наблюдаемых направлений ветра может быть затруднительным или невозможным.
• Нейтральная точка должна существовать между двумя подобными системами (например,g., два антициклона), большие режимы встречного потока, и где поток в пределах входящего или выходящего потока встречается с противоположным фоновым потоком
• Отправная точка для рисования линий тока основана на суждении аналитика. Обычно проще всего начать с центров циркуляции, переходов потока (нейтральных точек) и основных потоковых линий
• При начале любого анализа линий тока сначала обратите внимание на общую картину потока и основные характеристики — это похоже на изучение всей области карты на предмет максимумов, минимумов и впадин перед рисованием первой изобары при контурном давлении
• Ситуационная осведомленность: наиболее поучительно изучить предыдущий анализ рационализации за последние часы.Кроме того, спутниковые и радиолокационные петли, где они доступны, могут помочь заполнить пробелы, в которых наблюдения редки.
• И последнее, но не менее важное: для анализа рук ИСПОЛЬЗУЙТЕ КАРАНДАШ ДЛЯ ПЕРВОНАЧАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ!

Предварительная лаборатория: Построение оптимального анализа » Базовая практика

Перед тем, как приступить к полноценному анализу с реальными наблюдениями за большой областью, лучше всего отточить навыки с помощью некоторых практических упражнений. Используйте инструменты рисования ниже, чтобы попрактиковаться в рисовании нескольких линий обтекаемости для асимптот и центров обращения.Для простоты скорость ветра составляет 10 узлов. Завершенные линии обтекания доступны после нажатия кнопки «Готово».

Вопрос 1 из 6

Проанализируйте одну линию тока с запада на восток с помощью инструмента «Перо» ниже

Вопрос 2 из 6

Анализировать диффузную асимптоту и как минимум две другие линии тока

Вопрос 3 из 6

Проанализировать конфлюэнтную асимптоту и не менее двух других линий тока

Вопрос 4 из 6

Проанализировать вихревой напор, используя как минимум две сливающиеся асимптоты

Линии обтекания должны выглядеть примерно так, как показано на рисунке черным.Имея больше наблюдений, выходящих за пределы этого напора, мы могли бы точно определить, где дополнительные линии тока будут соединяться здесь с двумя сливающимися асимптотами, но на данный момент этого достаточно.

Вопрос 5 из 6

Проанализировать антициклонический выход воздуха, используя как минимум две диффузные асимптоты

Линии обтекания должны выглядеть примерно так, как показано на рисунке черным.Имея больше наблюдений, выходящих наружу от этого исходящего потока, мы могли бы точно определить, где дополнительные линии тока будут расходиться от двух диффузных асимптот, но на данный момент этого достаточно.

Вопрос 6 из 6

Завершите анализ потока вблизи нейтральной точки, который был начат ниже. Помните — линии тока расположены примерно через равные интервалы!

Линии обтекания должны выглядеть примерно так, как показано на рисунке черным.