Содержание статьи:
Погоду на нашей планете определяют те или иные атмосферные образования. Современный человек уж так устроен, что привык планировать свои дела вне зависимости от погодных условий, но целые области его деятельности полностью зависят от метеоситуации. Дождливую погоду по представлениям современных метеорологов приносят циклоны. Что такое циклон и какова его природа?
Современные представления о циклоне
Циклон представляет собой громадный атмосферный вихрь, своеобразную воронку очень больших размеров. Размер его определяеться величиной диамера - от сотни до тысяч сотен километров. Образуется из-за действия так называемых сил Кориолиса. Возникновения такого вихря происходит при столкновении влажной и теплой тропической воздушной массы с сухой и прохладной арктической. Последняя немного вытесняят теплые потоки воздуха, и те в свою очередь начинают вращение по элипсовидной траектории - так и получается вихрь. В своем движении он увеличивается в размере путем захвата близлежащих воздушных слоев.
Если взглянуть на схематичекое изображение циклона, то можно увидеть внутри низкую область давления, а ближе к периферии - высокую. Поэтому воздух в таком образовании будет двигаться снаружи во внутрь - образуется огромная воронка, которая передвигается со скоростью свыше пятидесяти километров в час.
Какие бывают циклоны?
Климатологи и метеорологи считают, что существует два основных вида:
- тропические
- внетропические.
Первые формируются в тропических широтах, имеют относительно небольшие размеры, но приносят с собой сильные, порою ураганные, ветра и осадки. Внетропические формируются зачастую в северных и умеренных широтах. Они больше тропических по размерам (до нескольких тысяч километров), но скрость перемешения воздуха в них намного меньше. Наибольшей энергией среди этого типа обладают так называемые южные внетропические циклоны. Именно с их приходом на определенной територии начинаются сильные дожди, ветра, грозы.
Циклоны на других планетах
Поскольку в нашей Солнечной системе атмосфера есть у большинства планет, то и атмосферные вихри, подобные земным, фиксируются часто. Например, в атмосфере Венеры ученые нередко фиксируют штормы над южным полюсом, а искусственные спутники уже неоднократно передавали снимки циклонов с этой планеты. Долгоживущий гигантский циклон зафиксирован в атмосфере Юпитера.
Его изучение входит в программу станции "Юнонна", которая недавно достигла этой планеты.
Потом поток воздуха стремительно превращается в мощный вихрь, скорость ветра значительно усиливается и проникает в верхние слои атмосферы Циклон захватывает прилегающие слои воздуха, затягивает их со скоростью до 50 км/ч. На отдаленных фронтах достигается большая скорость, чем в центре. В этот период из-за низкого давления происходит резкое изменение погоды.
Развитый циклон переходит в четвертую стадию и действует в течение четырех суток и более. Облачный вихрь смыкается в центре и потом сдвигается к периферии. На этом этапе уменьшается скорость, выпадают обильные осадки.
Явление циклона характеризуется недостатком воздуха. Для его восполнения поступают холодные течения. Они выталкивают наверх тёплый воздух. Тот остывает, вода конденсируются.
Появляются облака, из которых выпадают обильные осадки. Вот что такое циклон, и почему при его возникновении резко меняется погода.
Виды циклонов
Продолжительность вихря от нескольких дней до недель. В области пониженного давления может длиться до года (например, Исландский или Алеутский циклон). По своему происхождению виды циклонов различаются в зависимости от места его возникновения:
- вихри в умеренных широтах
- тропический вихрь
- экваториальный
- арктический
В атмосфере Земли постоянно образуется движение масс. В ней все время разрушаются вихри самых разных размеров. Теплые и холодные течения воздуха сталкиваются в умеренных широтах и образуют области высокого и низкого давления, что приводит к возникновению вихрей.
Большую опасность создает тропический циклон. Он образуется там, где температуре поверхности океана не меньше двадцати шести градусов. Усиленное испарение способствует увеличению влажности. В результате чего вертикальные воздушные массы устремляются вверх.
С сильным порывом захватываются новые объемы воздуха. Они уже достаточно прогрелись и стали влажными над поверхностью океана. Вращаясь на огромной скорости, потоки воздуха превращаются в ураганы разрушающей силы. Конечно, не каждый тропический циклон приносит разрушения. Когда они перемещаются на сушу, то быстро затихают.
Скорость движения в разных стадиях
- движение, не превышающее 17 м/с, характеризуется, как возмущение
- при 17-20 м/с наблюдается некоторая депрессия
- когда центр достигает скорости 38 м/с, надвигается шторм
- когда поступательное движение циклона превышает 39 м/с, наблюдается ураган
В центре циклона преобладает область тихой погоды. Внутри образуется более тёплая температура, чем в остальной части воздушного потока, наблюдается меньшая влажность. Тропический циклон самый южный, отличается меньшими размерами и большей скоростью ветра.
Для удобства явления антициклонов и циклонов стали называть сначала цифрами, буквами и т.д. Сейчас они получили женские и мужские имена. При обмене информации это не создает путаницу и уменьшает количество ошибок в прогнозах. Каждое имя содержит определенные данные.
Явления антициклона и циклона, которые формируются над океаном, отличаются по своим свойствам от тех, которые возникли над материком. Морские воздушные масса зимой теплые, а летом холодные в сравнении с континентальным воздухом.
Тропические циклоны
Тропические циклоны, в основном, захватывают районы юго-восточного побережья Азии, восточную часть острова Мадагаскар, Антильские острова, Аравийское море и Бенгальский залив. За год наблюдается более семидесяти мощных циклонов.
Они называются по-разному, в зависимости от места возникновения:
- Северная и Центральная Америка – ураган
- Западное побережье Мексики в Тихом океане – кордонасо
- Восточная Азия – тайфун
- Филиппины – баруйо/ багуйо
- Австралия – вилли-вилли
Свойства умеренных, тропических, экваториальных и арктических воздушных масс легко определить по имени. У каждого тропического циклона есть свое имя, например, «Сара», «Флора», «Нэнси» и т.д.
Заключение
Вертикально-горизонтальных движений воздушные массы перемещаются в пространстве. Атмосфера – это воздушный океан, ветры – его течение. Их безграничная энергия переносит по всем широтам тепло и влагу, из океанов на материки и обратно. Влага и тепло на Земле перераспределяется благодаря постоянному движению воздушных масс.
Если бы не было явления антициклонов и циклонов, то температура у полюсов была бы ниже, а на экваторе было бы жарче.
Явление антициклона и циклона — мощная сила, которая может разрушать, откладывать и переносить с одного места на другое частицы пород.
Сначала от ветра работали мельницы, где мололи зерно. На парусниках он помогал преодолевать большие расстояния морей и океанов. Позже появились ветряные двигатели, с помощью которых люди получают электроэнергию.
Циклон и антициклон - это природный «механизм», который переносит воздушные массы и влияет на изменение погоды. Все больше углубляясь в тайны, что такое циклоны и антициклоны, возможно, люди научатся использовать эти явления природы с максимальной выгодой и пользой для человечества.
Антициклон
Гидрометцентр России решил давать имена циклонам, антициклонам и другим погодным системам с большой интенсивностью и повышенным риском, действующим на территории РФ.
По информации метеослужбы, каждый желающий россиянин сможет поучаствовать в выборе имен.
В гидрометцентре считают, что на территории РФ может работать единая авторитетная система наименования погодных систем (циклонов, антициклонов), которые воздействуют на погоду и могут вызвать опасные явлений погоды, когда необходим выпуск соответствующих штормовых предупреждений.
Например, в Германии уже второй десяток лет имена дают циклонам и антициклонам, в том числе существуют циклоны Годар, Эдвин, Кирилл.
Австралийский метеоролог Клемент Раггом называл тайфуны именами членов парламента, которые отказывались голосовать за выделение кредитов на метео исследования.
Во время Второй мировой войны метеорологи военно-воздушных и военно-морских сил США вели наблюдение за тайфунами в северо-западной части Тихого океана и называли тайфуны именами своих жен или подруг. По какому принципу будут давать имена природным явлениям в России пока не известно.
Светлана Суворина, «Школа Инвестора».
Что еще?
Вы когда-нибудь видели огромные атмосферные вихри?
Зоны повешенного и пониженного давления могут образовывать крупные атмосферные вихри, которые называются циклоны и антициклоны. Эти атмосферные вихри обычно образуются при столкновении мощных потоков воздуха.
Представим такую картину. Вдоль западного побережья Африки проходит могучий воздушный поток. В определенной точке береговая линия резко поворачивает вправо, но поток продолжает свой путь в прежнем направлении.
В открытом море он встречает другое атмосферное течение, которое движется ему наперерез, вдоль северного побережья Африки. Северный поток начинает прогибаться, испытывая сильной давление со стороны. А южное течение, двигаясь по образовавшемуся желобу, начинает заворачивать по кругу и превращаться в атмосферный вихрь.
Циклон обычно несет с собой плохую погоду, так как атмосферное давление внутри его ниже, чем снаружи. Он втягивает в себя облака. В антициклоне все наоборот. Давление в его центре выше, чем с внешней стороны.
Циклоны и антициклоны
Поэтому облака не попадают в середину антициклона.
Но неверно было бы думать, что во всей области циклона все небо затянуто облаками и идут непрерывные дожди. Если посмотреть на циклон сверху, из космоса, то окажется, что облачность внутри этого гигантского вихря распределяется в виде вытянутых овальных полос, которые стремятся к центру циклона. Эти зоны облачности называются атмосферными фронтами. Обычно за возникновением одного циклона образуются и другие. Всего может быть до 5 вихрей.
Скорость движения циклонов в среднем 30…40 километров в час, а иногда они разгоняются до 100 километров в час. Эти вихри настолько огромные, что в диаметре нередко достигают 1500-2000 километров.
ЦИКЛОН (греч. kyklon — вращающийся) — область пониженного атмосферного давления, возникающая в теплой воздушной массе при столкновении ее с холодной, то есть при возникновении атмосферного фронта. При неровной границе фронта плотный холодный воздух на каком-то участке оттесняет часть теплого воздуха назад. Повернув вспять и противостоя общему движению теплой воздушной массы, эта часть с повышением атмосферного давления вынуждена отклоняться в сторону и завихряться. Возникает эллипсоидное вращение воздуха, уплотненного по периферии, во внутренней части с повышенной температурой. Этот вихрь охватывает всю прифронтовую часть теплой воздушной массы, постепенно втягивая всю ее во вращение. Циклон передвигается со скоростью 30-50 км/ч, в большинстве случаев с запада на восток, согласно вращению Земли. В Северном полушарии его вращение происходит против часовой стрелки, а в южном по ее направлению. До полного разрушения циклона проходит от нескольких дней до нескольких недель. Диаметр циклона обычно 1000-2000 км, а высота — от 2 до 20 км.
С возникновением циклона резко меняется погода. Усиливается ветер, так как в центре циклона низкое давление и, следовательно, сюда будут дуть ветры. Циклон обязательно сопровождается образованием облаков и выпадением осадков. Это объясняется тем, что в его центре воздух теплый, а окружающий холодный воздух старается его подавить. Кольцо холода сжимается, вытесняя теплый воздух вверх, где он остывает, водяной пар конденсируется в капельки воды, образуются облака, и выпадают осадки. Циклонов обычно возникает в году до нескольких сотен, и они становятся главным звеном в общей циркуляции атмосферы чаще всего в полярных и умеренных широтах. Зарождаясь над океаном, благодаря пониженному атмосферному давлению в центральной части, циклоны способствуют подъему глубинных прохладных вод на поверхность, а значит, и обогащению их планктоном.
Наибольшее влияние на климат России оказывают циклоны, зарождающиеся над Северной Атлантикой. Благодаря постоянному притоку теплых вод Северо-Атлантического течения здесь формируются морские умеренные воздушные массы и поддерживается область низкого давления — так называемый Исландский минимум. По окраинам его постоянно зарождаются циклоны.
Что такое циклон и антициклон?
Они переносятся с запада на восток над Европой и проникают даже в Западную Сибирь. Действие этих циклонов ощущается по всему северу Восточно-Европейской равнины. Затухают они лишь на Таймырском полуострове. Прохождение этих циклонов вызывает пасмурную, дождливую погоду, смягчает жару летом и холод зимой.
Восток России находится под влиянием Алеутского минимума, проявляющегося лишь зимой. Он вызывает интенсивные циклоны с сильными снегопадами и ветрами на Камчатке, Курильских островах.
В детстве, слушая прогноз погоды, я очень пугалась фразы вроде «на юго-восток страны надвигается мощный циклон ». Циклон в моём воображении рисовался мне каким-то огромным и страшным насекомым. Видимо, где-то я услышала о циклопах, и эти два похожих по звучанию слова переплелись и создали в детском сознании сказочного монстра, который то и дело «надвигается» на какую-нибудь несчастную страну.
Конечно, став постарше, я поняла, что циклоны и антициклоны как-то связаны с погодой , но как именно – это ещё долго оставалось для меня загадкой.
Циклон и антициклон: что это такое
О циклонах и антициклонах обычно рассказывают на уроках географии. Но почему-то в результате объяснений учителя и учебника ясности не наступает. Может, у меня получится лучше?
Итак, и циклон, и антициклон – это огромные многокилометровые воздушные вихри, в которых воздух движется по кругу . Ведут они себя совершенно по-разному. В циклоне воздух вращается наружу от центра, в северном полушарии против часовой стрелки, а в южном – по часовой стрелке (нетрудно предположить, что в антициклоне всё происходит с точностью до наоборот). Атмосферное давление в циклоне всегда пониженное (кто угадает, как обстоят дела с давлением в антициклоне?)
Схема циклона и антициклона
Злые циклоны всегда несут с собой сильные ветры, шквалы, дожди, грозы и прочие погодные неприятности. А вот с приходом антициклона устанавливается хорошая безветренная и малооблачная погода .
Как возникают циклоны и антициклоны
Итак, вы поняли, что циклоны и антициклоны – это завихрения воздуха. Но как и почему они появляются? Чтобы ответить на этот вопрос, вам придётся разобраться с понятием "атмосферный фронт".
Представьте себе две соседние области, в одной из которых установилась тёплая погода, а в другой – холодная. Места, где встречаются холодная и тёплая воздушные массы, и называют атмосферными фронтами .
Встречаясь, тёплые и холодные воздушные массы не перемешиваются, а будто бы борются друг с другом, давят «стенка на стенку», закручиваясь в результате в спираль. Вот так и получаются воздушные (или атмосферные) вихри.
Как рождаются циклоны и антициклоны. Тропические циклоны
И циклоны, и антициклоны возникают обычно в определённых местах земного шара . Так, антициклоны часто рождаются над Арктикой и Антарктидой . А вот циклоны любят образовываться в тропиках. Для тропических явлений в силу их особенной разрушительности, даже придумали особые названия:
- в Америке – ураган;
- в восточной Азии – тайфун;
- в Мексике – кордонасо;
- на Филлипинах – багуйо;
- в Австралии – вили-вилли.
Тайфун на море
Ещё некоторое время назад, до появления метеорологических спутников, учёные и подумать не могли, что в атмосфере Земли ежегодно образовывается около ста пятидесяти циклонов и шестидесяти антициклонов. Ранее многие циклоны были неведомы, поскольку возникали в местах, где не было метеорологических станций, которые смогли бы зафиксировать их появление.
В тропосфере, самом нижнем слое атмосферы Земли, беспрестанно появляются, развиваются и исчезают вихри. Одни из них настолько малы и незаметны, что проходят мимо нашего внимания, другие до того масштабны и настолько сильно влияют на климат Земли, что не считаться с ними нельзя (прежде всего это относится к циклонам и антициклонам).
Циклоны – это области низкого давления в атмосфере Земли, в центре которого давление значительно ниже, чем на периферии. Антициклон, наоборот, являет собою область высокого давления, которое достигает в центре своих наивысших показателей. Пребывая над северным полушарием, циклоны движутся против часовой стрелки и, подчиняясь силе Кориолиса, пытаются уйти вправо. Тогда как антициклон двигается в атмосфере по часовой стрелке и уклоняется в левую сторону (в Южном полушарии Земли всё происходит наоборот).
Несмотря на то, что циклоны и антициклоны – абсолютно противоположные по своей сути вихри, они прочно взаимосвязаны друг с другом: когда в одном регионе Земли давление уменьшается, в другом обязательно фиксируется его возрастание. Также для циклонов и антициклонов является общим механизм, который заставляет двигаться воздушные потоки: неоднородное нагревание разных участков поверхности и обороты нашей планеты вокруг своей оси.
Циклоны характеризует облачная, дождливая погода с сильными порывами ветра, возникающими из-за разницы давления атмосферы между центром циклона и его краями. Антициклон, наоборот, в летнюю пору характеризуется жаркой, безветренной, малооблачной погодой с очень немногочисленными осадками, тогда как зимой благодаря ему устанавливается ясная, но очень холодная погода.
Кольцо змеи
Циклоны (гр. «кольцо змеи») являют собой огромных размеров вихри, диаметр которых нередко может достигать нескольких тысяч километров. Формируются они в умеренных и полярных широтах, когда тёплые воздушные массы с экватора сталкиваются с движущимися навстречу сухими, холодными потоками с Арктики (Антарктиды) и образовывают между собой границу, которая называется атмосферным фронтом.
Холодный воздух, пытаясь преодолеть оставшийся внизу тёплый воздушный поток, на каком-то участке оттесняет часть его слоя назад – и тот приходит в столкновение с массами, следующими за ним. В результате столкновения давление между ними повышается и часть повернувшего назад тёплого воздуха, уступая напору, отклоняется в сторону, начиная эллипсоидное вращение.
Этот вихрь начинает захватывать прилегающие к нему слои воздуха, втягивает их во вращение и начинает передвигаться на скорости от 30 до 50 км/ч, при этом центр циклона движется с меньшей скоростью, чем его периферия. В результате через некоторое время диаметр циклона составляет от 1 до 3 тыс. км, а высота – от 2 до 20 км.
Там, где он движется, резко меняется погода, поскольку центр циклона имеет низкое давление, внутри него наблюдается недостаток воздуха, и чтобы его восполнить, начинают поступать холодные воздушные массы. Они вытесняют тёплый воздух вверх, где он остывает, а находящиеся в нём капли воды конденсируются и образуют облака, из которых выпадают осадки.
Продолжительность жизни вихря обычно составляет от нескольких дней до недель, но в некоторых регионах может просуществовать около года: обычно это области пониженного давления (например, Исландский или Алеутский циклоны).
Стоит заметить, что для экваториальной зоны подобные вихри не характерны, поскольку здесь не действует отклоняющая сила вращения планеты, необходимая для вихреобразного движения воздушных масс.
Самый южный, тропический циклон, формируется к экватору не ближе, чем в пяти градусах и характеризуется меньшим размером в диаметре, но более высокой скоростью ветра, нередко преобразовывающейся в ураган. По своему происхождению существуют такие типы циклонов, как вихрь умеренных широт и тропический циклон, порождающий смертоносные ураганы.
Вихри тропических широт
В семидесятых годах прошлого века тропический циклон Bhola обрушился на Бангладеш. Хотя скорость ветра, и сила была невелика и ему была присвоена лишь третья (из пяти) категория урагана, из-за огромного количества обрушившихся на землю осадков, вышедшая из берегов река Ганг затопила почти все острова, смыв все поселения с лица земли.
Последствия оказались катастрофичны: во время разгула стихии погибло от трёхсот до пятисот тысяч человек.
Тропический циклон гораздо опаснее вихря из умеренных широт: образуется он там, где температура океанической поверхности не ниже 26°, а разница между температурными показателями воздуха превышает два градуса, в результате чего усиливается испарение, влажность воздуха увеличивается, что способствует вертикальному поднятию воздушных масс.
Таким образом, появляется очень сильная тяга, захватывающая собой новые объёмы воздуха, которые нагрелись и набрали влажности над океанической поверхностью. Вращение нашей планеты вокруг своей оси придаёт подъёму воздуха вихреобразное движение циклона, который начинает вращаться на огромной скорости, нередко преобразовываясь в ураганы ужасающей силы.
Формируется тропический циклон лишь над океанической поверхностью между 5-20 градусами северной и южной широт, и оказавшись на суше, довольно быстро затухает. Размеры его обычно невелики: диаметр редко превышает 250 км, но вот давление центр циклона имеет чрезвычайно низкое (чем ниже, тем быстрее движется ветер, поэтому движение циклонов составляет обычно от 10 до 30 м/с, а порывы ветра превышают 100 м/с). Естественно, далеко не каждый тропический циклон несёт с собой гибель.
Существует четыре типа этого вихря:
- Возмущение – движется со скоростью, не превышающей 17м/с;
- Депрессия – движение циклона составляет от 17 до 20 м/с;
- Шторм – центр циклона движется на скорости до 38м/с;
- Ураган – движется тропический циклон на скорости, превышающей 39 м/с.
Центр циклона этого типа характеризуется таким явлением, как «глаз бури» – областью тихой погоды. Диаметр его обычно составляет около 30 км, но если тропический циклон разрушительной силы, может доходить и до семидесяти. Внутри глаза бури, воздушные массы имеют более тёплую температуру и меньшую влажность, чем в остальной части вихря.
Здесь нередко царит штиль, на границе осадки резко прекращаются, небо проясняется, ветер ослабевает, обманывая этим людей, которые решив, что опасность миновала, расслабляются и забывают о мерах предосторожности. Поскольку тропический циклон всегда движется с океана, он гонит перед собой огромные волны, которые, обрушившись на побережье, сметают всё с пути.
Учёные всё чаще фиксируют тот факт, что каждым годом тропический циклон становится опаснее и его активность постоянно возрастает (связано это с глобальным потеплением). Поэтому эти циклоны встречаются не только в тропических широтах, но и доходят до Европы в нетипичное для них время года: обычно они формируются в конце лета/начале осени и никогда не бывают весной.
Так, в декабре 1999 года на Францию, Швейцарию, Германию, и Великобританию набросился ураган «Лотар», мощный настолько, что метеорологи даже не смогли предсказать его появление из-за того, что датчики или зашкалили, или не сработали. «Лотар» оказался причиной гибели более семидесяти человек (в основном они стали жертвами дорожных аварий и падением деревьев), а лишь в одной Германии за несколько минут было уничтожено около 40 тыс. гектаров леса.
Антициклоны
Антициклоном называется вихрь, в центре которого высокое давление, на периферии – пониженное. Образовывается он в нижних слоях атмосферы Земли, когда холодные воздушные массы вторгаются в более тёплые. Возникает антициклон в субтропических и приполярных широтах, а скорость его передвижения составляет около 30 км/ч.
Антициклон является противоположностью циклона: воздух в нём не поднимается, а спускается. Для него характерно отсутствие влажности. Антициклон характеризуется сухой, ясной, и безветренной погодой, летом – жаркой, морозной – зимой. Также характерны значительные колебания температуры в течение суток (особенно сильна разница на континентах: например, в Сибири она составляет около 25 градусов). Объясняется это отсутствием осадков, которые обычно делают температурную разницу менее заметной.
Наименования вихрей
В середине прошлого столетия, антициклонам и циклонам начали давать имена: это оказалось намного удобней при обмене информацией об ураганах и движениях циклонов в атмосфере, поскольку давало возможность избегать путаницы, и уменьшить количество ошибок. За каждым именем циклона и антициклона скрывались данные о вихре, вплоть до его координат в нижнем слое атмосферы.
Прежде чем принять окончательное решение о том, как называется тот или иной циклон и антициклон, было рассмотрено достаточное число предложений: их предлагали обозначать цифрами, буквами алфавитов, названиями птиц, животных и т. д. Это оказалось настолько удобно и эффективно, что через некоторое время все циклоны и антициклоны получили имена (вначале они были женскими, а в конце семидесятых тропические вихри начали называть и мужскими наименованиями).
С 2002 года появилась услуга, предлагающая любому желающему назвать циклон или антициклон своим именем. Удовольствие — это не из дешёвых: стандартная цена на то, чтобы имя заказчика получил циклон, стоит 199 евро, а антициклон – 299 евро, так как антициклон возникает реже.