Циклони, антициклони, тайфуни, урагани, торнадо, торнадо - тези явления се причиняват от вихрови движения в атмосферата, придружени от валежи (по-големи или по-малки). Помислете за характеристиките и условията за появата на този елемент.
Движение на въздушните маси в атмосферата
В атмосферата на нашата планета има постоянна циркулация на въздушни маси с пренос на енергийни и материални компоненти. Движение в ход:
- от север на юг и в обратната посока (меридионално);
- от запад на изток и в обратна посока (ширина).
В тропосферата освен меридионално и широчинно пренасяне на въздушните маси има вихрови движения на атмосферата, придружени от валежи - циклони и антициклони.
Тези явления причиняват промени в климатичните условия във всички региони на планетата.
В долните слоеве на тропосферата, в тропическата зона, въздушните маси се нагряват доста силно. В същото време въздушните маси са пълни с влага (особено над океаните). Топлият въздух се издигадо височина 1000-1200 метра, където започва да се охлажда с последващо образуване на облаци. На мястото на издигнатите топли маси идват студени северни маси (в северното полукълбо). Топлите въздушни маси се улавят от силата на Кориолис, причинена от въртенето на Земята. Те започват да се движат не само нагоре, но и хоризонтално, като същевременно се отклоняват от праволинейна посока - в северното полукълбо на североизток. Студените маси отиват на югозапад (в южното полукълбо въздушните маси се движат точно в обратната посока). Така се образуват пасатите.
Водната повърхност на океана, затоплена до края на лятото и началото на есента, дава възможност за образуване на други въздушни маси, изпълнени с влага - мусони. Посоката им е строго противоположна на пасатите.
Топлинното равновесие на планетата се поддържа благодарение на глобалния междуширочен трансфер: топлина от тропически ширини към високи ширини, студ от субполярни (високи) ширини към тропиците.
Циклоничната активност на атмосферата се основава на връзката на тропическата циркулация с вихровата активност на въздушните маси в умерените ширини.
Циклогенеза
Този термин се отнася до образуването, развитието или колапса на вихровото движение на атмосферата, придружено от валежи. Тоест, просто всеки циклон - вихър с ниско налягане вътре. "В недрата" на циклоните от северното полукълбо духат ветрове обратно на часовниковата стрелка. Долната част на циклона се характеризира с отклонението на вятъра към неговия център.
Съвременната метеорология разделя циклоничните вихри на два типа: според тяхното местоположениепроизход и последваща активност - тропична и извънтропична (умерени циклони).
Първите се образуват в тропиците, с развитието достигат размери до хиляда километра (много рядко повече). Второто е вихровото движение на атмосферата в зоната на умерените и субполярните ширини. Извънтропичните циклони достигат огромни (до няколко хиляди километра) размери.
Скоростта на вихровото движение на въздуха в тропическите циклони е огромна, може да достигне стойности на буря. Тези водовъртежи могат да станат извънтропични, докато се движат.
Условия, необходими за образуването на тропическо вихрово движение
За да се образува тропически вихър, е необходимо околният въздух да бъде наситен с влага (това дава фактор на нестабилност). Водата в океана се затопля до дълбочина от петдесет метра, до температура над двадесет и шест градуса по Целзий. Когато парите кондензират в долните слоеве на тропосферата, въздухът трябва да се охлади много бързо (това е основният енергиен източник на циклона).
Тайфуни и урагани - тропически циклони
В Далечния изток и в страните от Югоизточна Азия тропическите вихрови движения на атмосферата, придружени от валежи, се наричат тайфуни. В страните от Северна и Южна Америка - урагани (при индианците на маите богът на вятъра е Хуракан). Ако скоростта на буря по време на буря надвишава сто и седемнадесет километра в час, това вече е ураган.
Тропическите циклони носят силни дъждове. В морето, по време на тайфун и ураган, възникват огромни вълни. Но те са отслабени от паданетодействие на вятъра върху сушата. Проливите, причинени от тропически циклони, падат във вътрешността на сушата на разстояния до четиридесет километра. Това е много важно за смекчаване на сухия климат на континентите.
Самите циклони пренасят енергийни резерви от едно място на планетата на друго, от тропиците до умерените зони. Това е важно за глобалните циклонни процеси в атмосферата, защото води до сближаване на температурите на планетата, изравнявайки климата и го прави по-мек.
Екстратропични циклони и антициклони
Огромни по размер (няколко хиляди километра) вихрови движения на атмосферата, придружени от валежи и възникващи в умерените и субполярните зони, се наричат екстратропични циклони и антициклони. Вятърните вихри в северните циклони се въртят в същата посока като северните тайфуни.
С появата на такъв ураган настъпва лошо време, но антициклонът носи ясен и слънчев ден.
Възникване на циклони в умерените ширини
За да представим механизма на възникване на тези образувания, е необходимо да оперираме с концепцията за атмосферен фронт. В първо приближение това е просто граница, разделяща две различни въздушни маси.
Всъщност това е зона от няколко десетки километра, наклонена под ъгъл от един градус. В случай на топъл фронт, наклонът му лежи в посоката на движение (той сякаш покрива студената маса отгоре). При студено - напротив, в обратната страна на движението. Уравнението на движението на атмосферата се изразява чрез формулата на Макс Маргулес(австралийски метеоролог).
Взаимодействието на топлия и студения фронт води до образуването на циклоничен вихър. При такава връзка част от топлия фронт се въвежда в студената маса под формата на удължен "език". В същото време топлият въздух се издига като по-лек въздух.
По време на това взаимодействие възникват два процеса, водещи до циклоничен вихър. Молекулите на парата (вода), издигайки се, започват да се въртят: те са засегнати от магнитното поле на Земята. Те включват в това въртеливо движение целия заобикалящ въздух. В резултат от него се образува огромен водовъртеж и водни молекули.
На върха въздушните маси се охлаждат. В този случай водната пара се кондензира, която се превръща в облаци (това са последващи дъжд, градушка, сняг). Такова време с лошо време може да се задържи няколко дни или дори седмици. Това ще зависи от "дълготрайността" на циклона: колкото по-голям е топъл въздух, толкова по-дълго съществува циклонът.
Поява на антициклони
Появата на този вихър се дължи на понижаването на атмосферните маси, когато те се нагряват с околните маси, без топлообмен. По време на този процес влажността вътре пада и това води до изпаряване на вече съществуващи облаци. Под въздействието на магнитното поле на Земята водните молекули започват да се въртят – в северните антициклони – по посока на часовниковата стрелка. Стабилното време в този процес може да продължи до три седмици.
