Sykloner beveger seg alltid. Med bevegelse mener vi syklonens bevegelse som helhet, uavhengig av vindene som blåser i den, som har ulik hastighet og retning i ulike deler av syklonen. Bevegelsen til en syklon som et enkelt system er preget av bevegelsen til dens sentrum.
Sykloner beveger seg i retning av den generelle lufttransporten i den midtre og øvre troposfæren (de sier også: i retning av den ledende strømmen). Denne generelle luftoverføringen skjer oftest fra vest til øst. Derfor beveger sykloner seg oftest fra den vestlige halvdelen av horisonten til den østlige halvdelen.
Men det hender også at høye, saktegående sykloner og antisykloner, som strekker seg gjennom hele troposfærens tykkelse, er plassert på en slik måte at isobarer og strømmer i høyden avviker fra soneretningen. Deretter beveger de mobile syklonene seg etter denne ikke-sonale øvre transporten med en stor komponent mot sør eller nord. I sjeldne tilfeller er retningen til den ledende strømmen til og med østlig; så beveger syklonen seg unormalt, fra øst til vest.
I noen tilfeller viser syklonbanene seg å være veldig forskjellige, og til og med typiske stier over et bestemt område gir et ganske komplekst bilde. Men i gjennomsnitt beveger sykloner seg fra vest til øst med en komponent rettet mot høye breddegrader. Derfor observeres de dypeste syklonene, som nevnt ovenfor, i subpolare breddegrader: på den nordlige halvkule - nord i Atlanterhavet og Stillehavet, på den sørlige halvkule - nær kontinentet Antarktis.
Bevegelseshastigheten til syklonen er 25-35% mindre enn hastigheten til den ledende strømmen. I gjennomsnitt er den i størrelsesorden 30-40 km/t. I noen tilfeller kan det være opptil 80 km/t eller mer. I det sene stadiet av en syklons liv, når den allerede fyller seg, avtar bevegelseshastigheten, noen ganger veldig kraftig.
Selv om hastighetene til sykloner er små, kan en syklon i løpet av få dager etter sin eksistens bevege seg en betydelig avstand, i størrelsesorden flere tusen kilometer, og endre værregimet underveis.
Når en syklon passerer, øker vinden og retningen endres. Hvis en syklon går gjennom et gitt sted med sin sørlige del, endres vinden fra sør til sørvest og nordvest. Hvis en syklon passerer gjennom dens nordlige del, endres vinden fra sørøst til øst, nordøst og nord. Således, i den fremre (østlige) delen av syklonen, observeres vind med en sørlig komponent, i den bakre (vestlige) delen - med en nordlig komponent. Temperatursvingninger under passering av en syklon er også forbundet med dette.
Til slutt er syklonområder preget av økt overskyet og nedbør. I den fremre delen av syklonen er nedbør teppe, stigende glidende, fallende fra skyene til en varm front eller en okklusjonsfront. I den bakre delen er nedbøren regnfull, fra cumulonimbusskyer, karakteristisk for en kaldfront, men hovedsakelig for kalde luftmasser som strømmer bak i syklonen til lave breddegrader. I den sørlige delen av syklonen observeres noen ganger yrende nedbør av en varm luftmasse.
Når en syklon nærmer seg, kan man ofte se trykkfallet og de første skyene som dukker opp i den vestlige horisonten. Dette er frontale cirrusskyer som beveger seg i parallelle bånd. På et øyeblikk, på grunn av perspektiv, ser disse stripene ut til å avvike fra horisonten. De blir fulgt av cirrostratusskyer, deretter tettere altostratusskyer og til slutt nimbostratusskyer med tilhørende nimbostratusskyer. Så, på baksiden av syklonen, øker trykket, og skyet får en raskt skiftende karakter: cumulus- og cumulonimbus-skyer gir ofte plass til lysninger.
Kortsiktige prosesser for vinddannelse
Kortsiktige prosesser fører også til at det dannes vind, som i motsetning til de rådende vindene ikke er regelmessige, men oppstår kaotisk, ofte i løpet av en viss årstid. Slike prosesser er utdanning sykloner, antisykloner og lignende fenomener i mindre skala, spesielt tordenvær.
Syklonen Katarina i Sør-Atlanteren. 26. mars 2004
Sykloner Og antisykloner kalles områder med lavt eller henholdsvis høyt atmosfærisk trykk, vanligvis de som oppstår over et rom som måler mer enn flere kilometer. På jorden danner de seg over det meste av overflaten og er preget av sin typiske sirkulasjonsstruktur. På grunn av innflytelsen fra Coriolis-styrken roterer luftbevegelsen rundt syklonen mot klokken på den nordlige halvkule, og rundt antisyklonen - med klokken. På den sørlige halvkule er bevegelsesretningen snudd. Når det er friksjon på en overflate, er det en komponent av bevegelse mot eller bort fra sentrum, noe som resulterer i at luft beveger seg i en spiral mot et område med lavt trykk eller bort fra et område med høyt trykk.
Syklon
Syklon (fra gammelgresk κυκλῶν - "roterende") er en atmosfærisk virvel med enorm (fra hundrevis til flere tusen kilometer) diameter med lavt lufttrykk i sentrum.
Luftbevegelse (stiplede piler) og isobarer (kontinuerlige linjer) i en syklon på den nordlige halvkule
Luft i sykloner sirkulerer mot klokken på den nordlige halvkule og med klokken på den sørlige halvkule. I tillegg, i luftlag i en høyde fra jordoverflaten til flere hundre meter, har vinden en komponent rettet mot midten av syklonen, langs den bariske gradienten (i retning av avtagende trykk). Størrelsen på begrepet avtar med høyden.
Skjematisk representasjon av prosessen med syklondannelse (svarte piler) på grunn av jordens rotasjon (blå piler)
En syklon er ikke bare det motsatte av en antisyklon; de har en annen forekomstmekanisme. Sykloner produseres konstant og naturlig av jordens rotasjon, takket være Coriolis-kraften. En konsekvens av Brouwers fastpunktsteorem er tilstedeværelsen av minst én syklon eller antisyklon i atmosfæren.
Det er to hovedtyper sykloner - ekstratropisk Og tropisk. De første er dannet i tempererte eller polare breddegrader og har en diameter på fra tusen kilometer ved begynnelsen av utviklingen, og opp til flere tusen ved den s.k. sentral syklon. Blant ekstratropiske sykloner skilles det ut sørlige sykloner, som dannes på den sørlige grensen til tempererte breddegrader (Middelhavet, Balkan, Svartehavet, Sør-Kaspiske hav, etc.) og beveger seg mot nord og nordøst. Sørlige sykloner har enorme reserver av energi; Det er med sydlige sykloner i det sentrale Russland og CIS at det er knyttet størst nedbør, vind, tordenvær, byger og andre værfenomener.
Tropiske sykloner dannes på tropiske breddegrader og har mindre størrelser (hundrevis, sjelden mer enn tusen kilometer), men større bariske gradienter og vindhastigheter som når stormhastigheter. Slike sykloner er også preget av den såkalte "Stormens øye" er en sentral region med en diameter på 20-30 km med relativt klart og rolig vær. Tropiske sykloner kan bli ekstratropiske under utviklingen. Under 8-10° nordlige og sørlige breddegrader forekommer sykloner svært sjelden, og i umiddelbar nærhet av ekvator forekommer de ikke i det hele tatt.
Sykloner i atmosfæren til Saturn. Bilde av Cassini-sonden
Sykloner oppstår ikke bare i atmosfæren på jorden, men også i atmosfæren til andre planeter. For eksempel, i atmosfæren til Jupiter, den såkalte Stor rød flekk som tilsynelatende er en langvarig antisyklon. Imidlertid har sykloner i atmosfæren til andre planeter ikke blitt studert nok.
Den store røde flekken i atmosfæren til Jupiter (foto av Voyager 1)
Den store røde flekken er en gigantisk antisyklonorkan, som måler 24-40 tusen km i lengde og 12-14 tusen km i bredden (betydelig større enn jorden). Størrelsen på flekken er i konstant endring, den generelle tendensen er å avta; For 100 år siden var BKP omtrent 2 ganger større og mye lysere. Det er imidlertid den største atmosfæriske virvelen i solsystemet.
Fargeanimasjon av bevegelsen til BKP
Stor mørk flekk i Neptuns atmosfære
En mørk, elliptisk flekk (13 000 km × 6 600 km) var lik jordens størrelse. Rundt stedet nådde vindhastigheten 2400 km/t, som var den høyeste i hele solsystemet. Stedet antas å være et hull i Neptuns metanskyer. En stor mørk flekk endrer konstant form og størrelse.
Flott mørk flekk
Ekstratropisk syklon
Sykloner som dannes utenfor den tropiske sonen er kjent som ekstratropisk. Av de to typene storskala sykloner er de større i størrelse (klassifisert som synoptiske sykloner), er de vanligste og forekommer over det meste av jordoverflaten. Det er denne klassen av sykloner som er mest ansvarlig for værendringer dag etter dag, og deres spådom er hovedmålet for moderne værvarsler.
I følge den klassiske (eller norske) Bergensskolens modell dannes ekstratropiske sykloner hovedsakelig nær polarfronten i områder med spesielt sterke jetstrømmer i stor høyde og får energi fra den betydelige temperaturgradienten i området. Under dannelsen av en syklon bryter en stasjonær atmosfærisk front i deler av varme og kalde fronter, og beveger seg mot hverandre med dannelsen av en okklusjonsfront og vridningen av syklonen. Et lignende bilde dukker opp fra den senere Shapiro-Keyser-modellen, basert på observasjoner av havsykloner, med unntak av den langsiktige bevegelsen av varmfronten vinkelrett på den kalde uten dannelse av en okklusjonsfront.
Norske og Shapiro-Keyser-modeller av ekstratropisk syklondannelse
Når den først er dannet, varer en syklon vanligvis i flere dager. I løpet av denne tiden klarer den å avansere over en avstand på flere hundre til flere tusen kilometer, noe som forårsaker skarpe endringer i vind og nedbør i noen områder av strukturen.
Selv om store ekstratropiske sykloner vanligvis forbindes med fronter, kan mindre sykloner dannes innenfor en relativt homogen luftmasse. Et typisk eksempel er sykloner som dannes i polare luftstrømmer i begynnelsen av dannelsen av en frontal syklon. Disse små syklonene har et navn polar og forekommer ofte over de polare områdene i havene. Andre små sykloner oppstår på lesiden av fjellene under påvirkning av vestlige vinder på tempererte breddegrader.
Ekstratropisk syklon - en syklon som dannes hele året på de ekstratropiske breddegradene på hver halvkule. Det kan bli mange hundre av dem på 12 måneder. Størrelsen på ekstratropiske sykloner er veldig betydelig. En velutviklet syklon kan ha en diameter på 2-3 tusen km. Dette betyr at det samtidig kan dekke flere regioner i Russland eller provinser i Canada og bestemme værregimet over dette enorme territoriet.
Forplantning av en ekstratropisk syklon
Den vertikale utstrekningen (vertikal kraft) til en syklon endres etter hvert som den utvikler seg. Til å begynne med er syklonen merkbart uttalt bare i den nedre delen av troposfæren. Temperaturfordelingen i det første stadiet av en syklons liv er som regel asymmetrisk i forhold til sentrum. I den fremre delen av syklonen, med tilstrømningen av luft fra lave breddegrader, er temperaturene forhøyet; på baksiden, med tilstrømningen av luft fra høye breddegrader, tvert imot, senkes de. Derfor, med høyde, åpner syklonens isobare seg: en rygg med høyt trykk finnes over den varme frontdelen i høyder, og et trau med lavtrykk finnes over den kalde bakre delen. Med høyden blir denne bølgeformasjonen, krumningen til isobarer eller isohypser mer og mer jevnet ut.
Video som viser utviklingen av en ekstratropisk syklon
Men med påfølgende utvikling blir syklonen høy, det vil si lukkede isobarer finnes i den og i den øvre halvdelen av troposfæren. I dette tilfellet synker lufttemperaturen i syklonen generelt, og temperaturkontrasten mellom de fremre og bakre delene jevnes mer eller mindre ut: en høysyklon er generelt et kaldt område av troposfæren. Det er også mulig for en syklon å trenge inn i stratosfæren.
Tropopausen over en velutviklet syklon er bøyd nedover i form av en trakt; Først observeres denne nedgangen i tropopausen over den kalde bakre (vestlige) delen av syklonen, og deretter, når syklonen blir kald gjennom hele området, observeres nedgangen i tropopausen over hele syklonen. Temperaturen i den nedre stratosfæren over syklonen økes. I en velutviklet høysyklon observeres således en lavbegynnende varm stratosfære over den kalde troposfæren.
Temperaturkontraster i syklonområdet forklares med at syklonen oppstår og utvikler seg på hovedfronten (polar og arktisk) mellom luftmasser med ulik temperatur. Begge disse massene trekkes inn i den sykloniske sirkulasjonen.
I den videre utviklingen av syklonen skyves varm luft inn i den øvre delen av troposfæren, over den kalde luften, og gjennomgår selv strålingsavkjøling der. Den horisontale temperaturfordelingen i syklonen blir mer jevn, og syklonen begynner å falme.
Trykket i midten av syklonen (dypet av syklonen) ved begynnelsen av utviklingen avviker ikke mye fra gjennomsnittet: det kan for eksempel være 1000-1010 mb. Mange sykloner blir ikke dypere til mer enn 1000-990 mb. Relativt sjelden når dybden på en syklon 970 mb. Men i spesielt dype sykloner faller trykket til 960-950 mb, og i noen tilfeller ble det observert 930-940 mb (ved havnivå) med minimum 925 mb på den nordlige halvkule og 923 mb på den sørlige halvkule. De dypeste syklonene er observert på høye breddegrader. Over Beringhavet, for eksempel, i en tredjedel av alle tilfellene, er dybden av sykloner om vinteren fra 961 til 980 mb.
Etter hvert som syklonen blir dypere, øker vindhastighetene i den. Vinden når noen ganger stormhastigheter over store områder. Dette skjer spesielt ofte i sykloner på den sørlige halvkule. Individuelle vindkast i sykloner kan nå 60 m/sek, slik tilfellet var 12. desember 1957 på Kuriløyene.
Livet til en syklon varer flere dager. I den første halvdelen av dens eksistens blir syklonen dypere, i den andre fylles den opp og til slutt forsvinner den fullstendig (falner ut). I noen tilfeller viser eksistensen av en syklon å være lang, spesielt hvis den kombineres med andre sykloner, og danner ett felles dypt, omfattende og inaktivt lavtrykksområde, det s.k. sentral syklon. På den nordlige halvkule dannes de oftest i de nordlige delene av Atlanterhavet og Stillehavet. Klimatologiske kart i disse områdene viser velkjente handlingssentre – de islandske og aleutiske depresjonene.
Etter å ha fylt ut de nedre lagene, kan syklonen forbli i noen tid i den kalde luften i de øvre lagene av troposfæren i form syklon i stor høyde.
tropisk syklon
Tropisk syklondiagram
Sykloner som dannes i den tropiske sonen er noe mindre enn ekstratropiske (de er klassifisert som mesosykloner) og har en annen opprinnelsesmekanisme. Disse syklonene drives av den oppadgående bevegelsen av varm, fuktig luft og kan bare eksistere over varme havområder, noe som gir dem navnet varmkjernesykloner (i motsetning til ekstratropiske kaldkjernesykloner). Tropiske sykloner er preget av svært sterk vind og betydelige mengder nedbør. De utvikler seg og får styrke over overflaten av vannet, men mister den raskt over land, og det er grunnen til at deres destruktive effekt vanligvis manifesterer seg bare på kysten (opptil 40 km inn i landet).
For dannelsen av en tropisk syklon er det nødvendig med et område med veldig varm vannoverflate, oppvarming av luften over dette fører til en reduksjon i atmosfærisk trykk med minst 2,5 mm Hg. Kunst. Fuktig, varm luft stiger, men på grunn av dens adiabatiske avkjøling kondenserer betydelige mengder innestengt fuktighet i store høyder og faller som regn. Den tørrere og dermed tettere luften som nettopp er frigjort fra fuktighet synker ned og danner soner med høyere trykk rundt syklonens kjerne. Denne prosessen har en positiv tilbakemelding, som et resultat av at så lenge syklonen er over en ganske varm vannoverflate, som støtter konveksjon, fortsetter den å intensivere. Selv om tropiske sykloner oftest dannes i tropene, får noen ganger en annen type syklon egenskapene til en tropisk syklon senere i livet, slik det skjer med subtropiske sykloner.
tropisk syklon - en type syklon, eller lavtrykksværsystem som oppstår over en varm havoverflate og er ledsaget av kraftige tordenvær, kraftig nedbør og kuling. Tropiske sykloner får sin energi ved å heve fuktig luft, kondensere vanndamp i form av regn, og sende den tørrere luften som produseres i denne prosessen ned. Denne mekanismen er fundamentalt forskjellig fra den for ekstratropiske og polare sykloner, hvorfra tropiske sykloner er klassifisert som "varmkjernesykloner".
Begrepet "tropisk" betyr både det geografiske området hvor slike sykloner overveldende forekommer, det vil si tropiske breddegrader, og dannelsen av disse syklonene i tropiske luftmasser.
I Fjernøsten og Sørøst-Asia kalles tropiske sykloner tyfoner, og i Nord- og Sør-Amerika - orkaner(spansk) huracán, Engelsk orkan), oppkalt etter Maya-vindguden Huracan. Det er generelt akseptert, ifølge Beaufort-skalaen, at storm går inn i Orkan ved en vindhastighet på over 117 km/t.
Tropiske sykloner kan forårsake ikke bare ekstreme regnskyll, men også store bølger på havoverflaten, stormflo og tornadoer. Tropiske sykloner kan oppstå og opprettholde sin styrke bare over overflaten av store vannmasser, mens de over land raskt mister styrke. Det er derfor kystområder og øyer lider mest under ødeleggelsene de forårsaker, mens områder i innlandet er relativt trygge. Imidlertid kan store nedbørsmengder forårsaket av tropiske sykloner forårsake betydelige flom lenger inn i landet, opptil 40 km. Selv om effekten av tropiske sykloner på mennesker ofte er svært negativ, kan betydelige vannmengder bryte tørke. Tropiske sykloner overfører store mengder energi fra tropiske breddegrader til tempererte breddegrader, noe som gjør dem til en viktig komponent i globale atmosfæriske sirkulasjonsprosesser. Takket være dem reduseres forskjellen i temperatur på forskjellige deler av jordens overflate, noe som tillater eksistensen av et mer moderat klima over hele overflaten av planeten.
Mange tropiske sykloner dannes under gunstige forhold fra svake atmosfæriske forstyrrelser, hvis forekomst påvirkes av slike effekter som som Madden-Julian oscillasjon, El Niño Og Nordatlantisk oscillasjon.
Madden-Julian oscillasjon - fluktuasjoner i sirkulasjonsegenskapene til den tropiske atmosfæren med en periode på 30-60 dager, som er hovedfaktoren for intersesonal variasjon i atmosfæren på denne tidsskalaen. Disse svingningene har form av en bølge som beveger seg østover med en hastighet på 4 til 8 m/s over de varme områdene i Det indiske hav og Stillehavet.
Strålingsmønster med lang bølgelengde som viser Madden-Julian-oscillasjon
Bølgens bevegelse kan sees i ulike manifestasjoner, tydeligst i endringer i nedbørsmengden. Endringene dukker først opp i det vestlige Indiahavet, skifter gradvis mot det sentrale Stillehavet, og forsvinner deretter når de beveger seg mot de kalde østlige områdene av dette havet, men dukker noen ganger opp igjen med redusert amplitude over de tropiske områdene i Atlanterhavet. I dette tilfellet er det først en fase med økende konveksjon og nedbør, etterfulgt av en fase med avtagende nedbør.
Fenomenet ble oppdaget av Ronald Madden og Paul Julian i 1994.
El Niño (spansk) El Niño- baby, gutt) eller Sørlig oscillasjon - svingninger i temperaturen til overflatelaget av vann i den ekvatoriale delen av Stillehavet, som har en merkbar effekt på klimaet. I en snevrere forstand er El Niño en fase av den sørlige oscillasjonen der et område med oppvarmet overflatevann beveger seg østover. Samtidig svekkes passatvinden eller stopper helt opp, og oppstrømningen avtar i den østlige delen av Stillehavet, utenfor kysten av Peru. Den motsatte fasen av oscillasjon kalles La Niña(spansk) La Nina- jentebaby). Den karakteristiske oscillasjonstiden er fra 3 til 8 år, men styrken og varigheten til El Niño varierer i virkeligheten veldig. I 1790-1793, 1828, 1876-1878, 1891, 1925-1926, 1982-1983 og 1997-1998 ble det registrert kraftige faser av El Niño, mens for eksempel i 19291-199en denne, 1991-199. , ofte gjentatt, var svakt uttrykt. El Niño 1997-1998 var så sterk at den vakte oppmerksomhet fra verdenssamfunnet og pressen. Samtidig spredte teorier om sammenhengen mellom den sørlige oscillasjonen og globale klimaendringer. Siden tidlig på 1980-tallet fant El Niño også sted i 1986–1987 og 2002–2003.
El Niño 1997 (TOPEX)
Normale forhold langs den vestlige kysten av Peru bestemmes av den kalde peruanske strømmen, som fører vann fra sør. Der strømmen dreier mot vest, langs ekvator, stiger kaldt og planktonrikt vann fra dype forsenkninger, noe som bidrar til aktiv utvikling av livet i havet. Den kalde strømmen i seg selv bestemmer hvor tørr klimaet er i denne delen av Peru, og danner ørkener. Passatvinden driver det oppvarmede overflatelaget med vann inn i den vestlige sonen av det tropiske Stillehavet, hvor det såkalte tropiske varme bassenget (TTB) dannes. I den blir vannet oppvarmet til dybder på 100-200 m. Walkers atmosfæriske sirkulasjon, manifestert i form av passatvinder, kombinert med lavt trykk over den indonesiske regionen, fører til det faktum at på dette stedet nivået av Stillehavet Havet er 60 cm høyere enn i den østlige delen. Og vanntemperaturen her når 29-30°C mot 22-24°C utenfor kysten av Peru. Men alt endres med begynnelsen av El Niño. Passatvinden svekkes, TTB sprer seg, og vanntemperaturen øker over et stort område av Stillehavet. I regionen Peru blir den kalde strømmen erstattet av en varm vannmasse som beveger seg fra vest til kysten av Peru, oppstrømning svekkes, fisk dør uten mat, og vestlige vinder bringer fuktige luftmasser og nedbør til ørkenene, og forårsaker til og med flom . Utbruddet av El Niño reduserer aktiviteten til atlantiske tropiske sykloner.
Nordatlantisk oscillasjon — klimavariasjoner i det nordlige Atlanterhavet, som først og fremst viser seg i endringer i havoverflatetemperaturen. Fenomenet ble først beskrevet i 2001 av Goldenberg og medarbeidere. Selv om det er historisk bevis for eksistensen av denne svingningen over lang tid, mangler nøyaktige historiske data om dens amplitude og forhold til overflatetemperaturer i tropiske havområder.
Tidsavhengighet av svingninger i perioden 1856-2013
Andre sykloner, spesielt subtropiske, er i stand til å tilegne seg egenskapene til tropiske sykloner etter hvert som de utvikler seg. Når de er dannet, beveger tropiske sykloner seg under påvirkning av rådende vind; hvis forholdene forblir gunstige, får syklonen styrke og danner en karakteristisk virvelstruktur med øye i midten. Hvis forholdene er ugunstige eller hvis syklonen beveger seg innover landet, forsvinner den ganske raskt.
Struktur
Tropiske sykloner er relativt kompakte stormer med en ganske regelmessig form, vanligvis omtrent 320 km i diameter, med spiralvind som konvergerer rundt et sentralt område med svært lavt atmosfærisk trykk. På grunn av Coriolis-kraften avviker vindene fra retningen til trykkgradienten og spinner mot klokken på den nordlige halvkule og med klokken på den sørlige halvkule.
Strukturen til en tropisk syklon
I henhold til strukturen kan en tropisk syklon deles inn i tre konsentriske deler. Den ytre delen har en indre radius på 30-50 km; i denne sonen øker vindhastigheten jevnt når den nærmer seg syklonens sentrum. Midtdelen, som har et navn vegg øyne, preget av høye vindhastigheter. Den sentrale delen med en diameter på 30-60 km kalles øyne, her avtar vindhastigheten, luftbevegelsen er overveiende nedover, og himmelen forblir ofte klar.
Øye
Den sentrale delen av syklonen, der luften faller ned, har navnet øyne. Hvis syklonen er sterk nok, er øyet stort og preget av stille vær og klar himmel, selv om havbølgene kan være usedvanlig store. Øyet til en tropisk syklon er vanligvis en vanlig rund form, og størrelsen kan variere fra 3 til 370 km i diameter, men oftest er diameteren omtrent 30-60 km. Øyet til store modne tropiske sykloner utvider seg noen ganger merkbart på toppen, et fenomen som kalles "stadioneffekten": når det observeres fra innsiden av øyet, ligner veggen formen på en stadionbleker.
Orkanen Isabel fra 2003, fotografi fra ISS - øyet, øyeveggen og de omkringliggende regnbåndene som er karakteristiske for tropiske sykloner kan tydelig sees
Øyet til tropiske sykloner er preget av svært lavt atmosfærisk trykk, og det var her det laveste atmosfæriske trykket ble registrert på jordoverflaten (870 hPa i Typhoon Type). I tillegg, i motsetning til andre typer sykloner, er luften i øyet til tropiske sykloner veldig varm, alltid varmere enn i samme høyde utenfor syklonen.
Øyet til en svak tropisk syklon kan være delvis eller helt dekket av skyer, som kalles sentralt tett skydekke. Denne sonen, i motsetning til øyet til sterke sykloner, er preget av betydelig tordenværsaktivitet.
Stormens øye, eller ofo, Midt i blinken - et område med klart og relativt rolig vær i sentrum av en tropisk syklon.
Et typisk stormøye har en diameter på 20 til 30 km, i sjeldne tilfeller opptil 60 km. I dette rommet har luften høyere temperatur og lavere luftfuktighet enn i området rundt vind- og regnskyer. Som et resultat oppstår stabil temperaturstratifisering.
Veggen av vind og regn tjener som en isolator for den svært tørre og varmere luften som kommer ned i syklonens sentrum fra de øvre lagene. Langs periferien av stormens øye blander noe av denne luften seg med luft fra skyene, og på grunn av fordampning av dråper blir den avkjølt, og danner derved en kraftig kaskade av relativt kald luft som går ned langs innsiden av skyene.
Eye of Typhoon Odessa (1985)
Samtidig stiger luften i skyene raskt.Denne konstruksjonen danner det kinematiske og termodynamiske grunnlaget for en tropisk syklon.
I tillegg, nær rotasjonsaksen, avtar den horisontale lineære vindhastigheten, noe som for en observatør, når han kommer inn i syklonens sentrum, gir inntrykk av en opphørt storm, i motsetning til det omkringliggende rommet.
Veggen av øyet
Vegg av øyne kalt ringen av tette tordenskyer som omgir øyet. Her når skyene den største høyden innenfor syklonen (opptil 15 km over havet), og nedbør og vind ved overflaten er sterkest. Maksimal vindhastighet oppnås imidlertid i litt høyere høyde, vanligvis ca 300 m. Det er under passasjen av øyeveggen over et bestemt område syklonen forårsaker størst ødeleggelse.
De mest alvorlige syklonene (vanligvis kategori 3 eller høyere) er preget av flere sykluser for utskifting av øyevegger i løpet av livet. Samtidig smalner den gamle øyeveggen inn til 10-25 km, og den erstattes av en ny med større diameter, som gradvis erstatter den gamle. I løpet av hver øyeveggskiftesyklus svekkes syklonen (det vil si at vindene inne i øyeveggen svekkes og øyets temperatur synker), men med dannelsen av en ny øyevegg får den raskt styrke til sine tidligere verdier.
Ytre sone
Ekstern del En tropisk syklon er organisert i regnbånd - bånd av tette tordenskyer som sakte beveger seg mot midten av syklonen og smelter sammen med øyeveggen. Samtidig, i regnstripene, som i øyeveggen, stiger luften, og i rommet mellom dem, fri for lave skyer, går luften ned. Imidlertid er sirkulasjonscellene dannet på periferien mindre dype enn den sentrale og når en lavere høyde.
Når en syklon når land, i stedet for regnbånd, blir luftstrømmene mer konsentrert innenfor øyeveggen på grunn av økt overflatefriksjon. Samtidig øker nedbørsmengden betydelig, som kan komme opp i 250 mm per dag.
Tropiske sykloner danner også skydekke i svært høye høyder (nær tropopausen) på grunn av sentrifugalbevegelsen av luft i den høyden. Dette dekket består av høye cirrusskyer som beveger seg fra sentrum av syklonen og gradvis fordamper og forsvinner. Disse skyene kan være tynne nok til at solen kan sees gjennom dem, og kan være et av de første tegnene på en nærmer seg tropisk syklon.
Dimensjoner
En av de vanligste definisjonene på syklonstørrelse, som brukes i ulike databaser, er avstanden fra sirkulasjonssenteret til den ytterste lukkede isobaren, denne avstanden kalles radius til den ytre lukkede isobaren. Hvis radiusen er mindre enn to breddegrader, eller 222 km, klassifiseres syklonen som "veldig liten" eller "dverg". En radius fra 3 til 6 breddegrader, eller fra 333 til 667 km, kjennetegner en "mellomstor" syklon. "Svært store" tropiske sykloner har en radius større enn 8 breddegrader, eller 888 km. I følge dette målesystemet forekommer de største tropiske syklonene på jorden i det nordvestlige Stillehavet, omtrent dobbelt så store som de atlantiske tropiske syklonene.
Andre metoder for å bestemme størrelsen på tropiske sykloner er radiusen der tropiske stormvinder eksisterer (omtrent 17,2 m/s) og radiusen der den relative vindhastigheten er 1×10−5 s−1.
Sammenlignende størrelser av Typhoon Type, Cyclone Tracy med territoriet til USA
Mekanisme
Hovedkilden til energi for en tropisk syklon er fordampningsenergi, som frigjøres når vanndamp kondenserer. I sin tur skjer fordampning av havvann under påvirkning av solstråling. Dermed kan en tropisk syklon betraktes som en stor varmemotor, hvis drift også krever jordens rotasjon og tyngdekraft. I meteorologi er en tropisk syklon beskrevet som en type mesoskala konveksjonssystem som utvikler seg i nærvær av en kraftig kilde til varme og fuktighet.
Retninger for konveksjonsstrømmer i en tropisk syklon
Varm, fuktig luft stiger primært innenfor syklonens øyevegg, så vel som innenfor andre regnbånd. Denne luften utvider seg og avkjøles når den stiger, dens relative fuktighet, allerede høy ved overflaten, øker enda mer, som et resultat av at det meste av den akkumulerte fuktigheten kondenserer og faller som regn. Luften fortsetter å avkjøles og mister fuktighet når den stiger til tropopausen, hvor den mister nesten all fuktighet og slutter å avkjøles med høyden. Den avkjølte luften synker ned til havoverflaten, hvor den blir fuktet på nytt og stiger opp igjen. Under gunstige forhold overstiger den involverte energien kostnadene for å opprettholde denne prosessen; overflødig energi brukes på å øke volumet av oppadgående strømmer, øke vindhastigheten og akselerere kondenseringsprosessen, det vil si å føre til dannelsen av en positiv tilbakemelding. For at forholdene skal forbli gunstige, må en tropisk syklon plasseres over en varm havoverflate som gir nødvendig fuktighet; når en syklon passerer et stykke land, har den ikke tilgang til denne kilden og styrken avtar raskt. Jordens rotasjon gir vri til konveksjonsprosessen som et resultat av Coriolis-effekten - vindretningens avvik fra trykkgradientvektoren.
Fall i havoverflatetemperaturen i Mexicogulfen med passasje av orkanene Katrina og Rita
Mekanismen til tropiske sykloner skiller seg betydelig fra mekanismen til andre atmosfæriske prosesser ved at den krever dyp konveksjon, det vil si en som dekker et stort område av høyder. Samtidig dekker stigende strømmer nesten hele avstanden fra havoverflaten til tropopausen, med horisontale vinder begrenset primært til overflatelaget opp til 1 km tykt, mens mesteparten av de resterende 15 km av troposfæren i tropiske områder brukes for konveksjon. Troposfæren er imidlertid tynnere på høyere breddegrader og mengden solvarme der er mindre, noe som begrenser sonen med gunstige forhold for tropiske sykloner til det tropiske beltet. I motsetning til tropiske sykloner mottar ekstratropiske sykloner sin energi hovedsakelig fra horisontale lufttemperaturgradienter som eksisterte dem fra før.
Passasjen av en tropisk syklon over et område av havet fører til en betydelig avkjøling av det nære overflatelaget, både på grunn av varmetap gjennom fordampning og på grunn av aktiv blanding av varme nær-overflate og kalde dype lag og produksjon av kaldt regnvann. Avkjøling påvirkes også av tett skydekke, som blokkerer havoverflaten fra sollys. Som et resultat av disse effektene, i løpet av de få dagene syklonen passerer et bestemt område av havet, synker overflatetemperaturen der betydelig. Denne effekten skaper en negativ tilbakemelding som kan føre til at en tropisk syklon mister styrke, spesielt hvis bevegelsen er sakte.
Den totale energimengden som frigjøres i en middels stor tropisk syklon er omtrent 50-200 exajoule (10 18 J) per dag eller 1 PW (10 15 W). Dette er omtrent 70 ganger mer enn menneskehetens totale energiforbruk, 200 ganger mer enn global elektrisitetsproduksjon, og tilsvarer energien som ville blitt frigjort fra eksplosjonen av en 10-megatonn hydrogenbombe hvert 20. minutt.
Livssyklus
Formasjon
Kart over banen til alle tropiske sykloner for perioden 1985-2005
I alle områder av verden hvor tropisk syklonaktivitet oppstår, topper den seg på sensommeren, når temperaturforskjellen mellom havoverflaten og dyphavet er størst. Imidlertid varierer sesongmønstrene noe avhengig av bassenget. Globalt er mai den minst aktive måneden, september den mest aktive, og november er den eneste måneden hvor alle bassengene er aktive samtidig.
Viktige faktorer
Dannelsesprosessen til tropiske sykloner er fortsatt ikke fullt ut forstått og er gjenstand for intensiv forskning. Vanligvis er det seks faktorer som er nødvendige for dannelsen av tropiske sykloner, selv om det i noen tilfeller kan dannes en syklon uten noen av dem.
Dannelse av passatvindkonvergenssoner, som fører til atmosfærisk ustabilitet og bidrar til dannelsen av tropiske sykloner
I de fleste tilfeller, for at en tropisk syklon skal dannes, kreves det en overflatehavvanntemperatur på minst 26,5°C på en dybde på minst 50 m; Denne vanntemperaturen er minimum tilstrekkelig til å forårsake ustabilitet i atmosfæren over den og støtte eksistensen av et tordenværsystem.
En annen nødvendig faktor er rask avkjøling av luft med høyde, som tillater frigjøring av kondensasjonsenergi, hovedenergikilden til en tropisk syklon.
For dannelsen av en tropisk syklon er det også nødvendig med høy luftfuktighet i de nedre og midtre lagene av troposfæren; Med en stor mengde fuktighet i luften skapes gunstigere forhold for dannelse av ustabilitet.
Et annet kjennetegn ved gunstige forhold er lav vertikal vindgradient, siden høy vindgradient fører til brudd i syklonens sirkulasjonsmønster.
Tropiske sykloner oppstår vanligvis i en avstand på minst 550 km, eller 5 breddegrader, fra ekvator - bare der er Coriolis-kraften sterk nok til å avlede vinden og snurre virvelen.
Til slutt krever dannelsen av en tropisk syklon vanligvis et allerede eksisterende område med lavtrykk eller forstyrrelsesvær, om enn uten sirkulasjonsadferden assosiert med en moden tropisk syklon. Slike forhold kan skapes av fakler på lavt nivå og lav breddegrad som er assosiert med Madden-Julian-oscillasjonen.
Formasjonsområder
De fleste tropiske sykloner i verden dannes innenfor ekvatorialbeltet (intertropisk front) eller dets forlengelse under påvirkning av monsunen - en lavtrykkssone i monsunen. Områder som er gunstige for dannelse av tropiske sykloner forekommer også innenfor tropiske bølgesoner, hvor omtrent 85 % av intense atlantiske sykloner og de fleste tropiske sykloner i det østlige Stillehavet forekommer.
De aller fleste tropiske sykloner danner mellom 10 og 30 breddegrader på begge halvkuler, med 87 % av alle tropiske sykloner som dannes innenfor 20 breddegrader fra ekvator. På grunn av mangel på Coriolis-kraft i ekvatorialsonen dannes det svært sjelden tropiske sykloner nærmere enn 5 grader fra ekvator, men det skjer f.eks. tropisk storm Wamei fra 2001 og syklonen Agni fra 2004.
Tropisk storm Wamei før landfall
Tropisk storm Wamei, noen ganger kjent som Typhoon Wamei, er en tropisk syklon kjent for å danne seg nærmere ekvator enn noen annen tropisk syklon som er registrert. Wamei ble dannet den 26. desember som den siste tropiske syklonen i 2001-stillehavstyfonsesongen på 1,4°N breddegrad i Sør-Kinahavet. Det intensiverte raskt og kom til land i det sørvestlige Malaysia. Den forsvant praktisk talt over øya Sumatra 28. desember, og restene omorganiserte seg senere over Det indiske hav. Selv om den tropiske syklonen offisielt er utpekt som en tropisk storm, er dens intensitet omstridt, med noen byråer som klassifiserer den som en tyfon basert på vindhastigheter på 39 m/s og tilstedeværelsen av et øye.Stormen forårsaket flom og jordskred i det østlige Malaysia, og forårsaket 3,6 millioner dollar i skade (kl. 2001) og fem ofre.
Bevegelse
Samspill med passatvinder
Bevegelsen av tropiske sykloner langs jordens overflate avhenger først og fremst av de rådende vindene som følge av globale sirkulasjonsprosesser; tropiske sykloner bæres med av disse vindene og beveger seg med dem. I sonen for forekomst av tropiske sykloner, det vil si mellom de 20 parallellene til begge halvkuler, beveger de seg vestover under påvirkning av østlige vinder - passatvinder.
Globalt atmosfærisk sirkulasjonsdiagram
I de tropiske områdene i Nord-Atlanterhavet og det nordøstlige Stillehavet danner passatvindene tropiske bølger som starter fra den afrikanske kysten og passerer gjennom Det karibiske hav, Nord-Amerika og blekner i de sentrale områdene av Stillehavet. Disse bølgene er der de fleste av de tropiske syklonene i disse regionene har sin opprinnelse.
Coriolis effekt
På grunn av Coriolis-effekten får jordens rotasjon ikke bare tropiske sykloner til å spinne, men påvirker også avbøyningen av deres bevegelse. På grunn av denne effekten blir en tropisk syklon som beveger seg vestover under påvirkning av passatvinden i fravær av andre sterke luftstrømmer avledet mot polene.
Infrarødt bilde av syklonen Monica, som viser vridningen og rotasjonen av syklonen
Siden østlige vinder påføres den sykloniske luftbevegelsen på dens polare side, er Coriolis-kraften sterkere der, og som et resultat blir den tropiske syklonen trukket mot polen. Når en tropisk syklon når en subtropisk rygg, begynner tempererte vestlige områder å redusere lufthastigheten på polarsiden, men forskjellen i avstand fra ekvator mellom ulike deler av syklonen er stor nok til at den netto Coriolis-kraften rettes mot polen. Som et resultat avbøyes tropiske sykloner på den nordlige halvkule mot nord (før de vender mot øst), og tropiske sykloner på den sørlige halvkule avbøyes mot sør (også før de vender mot øst).
Interaksjon med vestlig vind på tempererte breddegrader
Når en tropisk syklon krysser en subtropisk ås, som er et område med høyt trykk, avviker banen vanligvis inn i et lavtrykksområde på den polare siden av ryggen. En gang i sonen med vestlige vinder i den tempererte sonen, har en tropisk syklon en tendens til å bevege seg med dem mot øst, og passerer øyeblikket for kursendring (eng. gjentakelse). Tyfoner som beveger seg vestover over Stillehavet til kysten av Asia endrer ofte kurs utenfor kysten av Japan i nord og deretter mot nordøst, fanget av sørvestlige vinder fra Kina eller Sibir. Mange tropiske sykloner avbøyes også på grunn av interaksjon med ekstratropiske sykloner som beveger seg vest til øst i disse områdene. Et eksempel på en tropisk syklon som endrer kurs er Typhoon Yoke 2006, som beveget seg langs den beskrevne banen.
Stien til Typhoon Yoke, som endret kurs utenfor den japanske kysten i 2006
Landfall
Formelt anses en syklon å passere over land hvis dette skjer med sirkulasjonssenteret, uavhengig av tilstanden til de perifere regionene. Stormfulle forhold begynner vanligvis over et spesifikt landområde flere timer før syklonens sentrum går i land. I løpet av denne perioden, det vil si før den tropiske syklonen formelt setter land, kan vindene nå sin største styrke - i dette tilfellet snakker de om en "direkte innvirkning" av den tropiske syklonen på kysten. Dermed markerer øyeblikket en syklon landfall faktisk midten av stormperioden for områdene der det skjer. Sikkerhetstiltak bør iverksettes før vinden når en viss hastighet eller før regnet når en viss intensitet, og ikke assosieres med øyeblikket den tropiske syklonen går i land.
Samspill mellom sykloner
Når to sykloner nærmer seg hverandre, begynner sirkulasjonssentrene deres å rotere rundt et felles senter. I dette tilfellet nærmer to sykloner seg hverandre og slår seg til slutt sammen. Hvis syklonene er forskjellige størrelser, vil den større dominere denne interaksjonen, og den mindre vil gå i bane rundt den. Denne effekten kalles Fujiwara-effekt, til ære for den japanske meteorologen Sakuhei Fujiwara.
Dette bildet viser tyfonen Melor og den tropiske stormen Parma, og deres samspill i Sørøst-Asia. Dette eksemplet viser hvordan den sterke Melor drar den svakere Parma mot seg
Satellitter fanger tvillingsykloner som danser over Det indiske hav
Den 15. januar 2015 dannet det seg to tropiske sykloner over det sentrale Indiahavet. Ingen av dem truet befolkede områder på grunn av deres lave intensitet og lave sjanser for å komme i land. Meteorologene var sikre på at Diamondra og Eunice ville svekkes og forsvinne i de kommende dagene. Nærheten til tropiske sykloner gjorde det mulig for satellitter å ta fantastiske bilder av virvelsystemers dans over havet.
28. januar 2015 ble geostasjonære satellitter tilhørende EUMETSAT og Japan Meteorological Agency, ga data for å lage det sammensatte bildet (øverst). Radiometer (VIIRS) om bord på satellitten Suomi NPP tok tre bilder av tvillingsyklonene, som ble kombinert for å lage bildet nedenfor.
De to systemene var i en avstand på omtrent 1,5 tusen kilometer fra hverandre 28. januar 2015. Eunice, den sterkeste av de to syklonene, lå øst for Diamondra. Maksimal hastighet for stabil vind på "Yunis" nådde nesten 160 km/t, mens den maksimale vindhastigheten til "Diamondra" ikke oversteg 100 km/t. Begge syklonene beveget seg i sørøstlig retning.
Vanligvis, hvis to tropiske sykloner nærmer seg hverandre, begynner de å rotere syklonisk rundt en akse som forbinder sentrene deres. Meteorologer kaller dette fenomenet Fujiwara-effekten. Slike doble sykloner kan til og med slå seg sammen til en hvis sentrene deres konvergerer nær nok.
"Men når det gjelder Eunice og Diamondra, var sentrene til de to virvelsystemene for langt fra hverandre," forklarer Brian McNoldy, en meteorolog ved University of Miami. — Erfaringsmessig må sentre for sykloner være i en avstand på minst 1350 kilometer for å begynne å rotere rundt hverandre. I følge de siste prognosene fra Joint Typhoon Warning Center beveger begge syklonene seg sørøstover med omtrent samme hastighet, så de vil sannsynligvis ikke komme nærmere hverandre."
(Fortsettelse følger)
For en tid siden, før meteorologiske satellitter kom, kunne forskerne ikke engang tenke på at det dannes rundt hundre og femti sykloner og seksti antisykloner i jordens atmosfære hvert år. Tidligere var mange sykloner ukjente fordi de oppsto på steder der det ikke fantes meteorologiske stasjoner som kunne registrere forekomsten.
I troposfæren, det laveste laget av jordens atmosfære, dukker det stadig opp, utvikler og forsvinner virvler. Noen av dem er så små og umerkelige at de går forbi vår oppmerksomhet, andre er så store og har så sterk innflytelse på jordens klima at de ikke kan ignoreres (først og fremst gjelder dette sykloner og antisykloner).
Sykloner er områder med lavt trykk i jordens atmosfære, hvor trykket i sentrum er mye lavere enn i periferien. En antisyklon, tvert imot, er et område med høyt trykk som når sine høyeste nivåer i sentrum. Mens sykloner over den nordlige halvkule beveger seg mot klokken, og adlyder Coriolis-styrken, prøver å bevege seg til høyre. Mens antisyklonen beveger seg med klokken i atmosfæren og avviker til venstre (på jordens sørlige halvkule skjer alt omvendt).
Til tross for at sykloner og antisykloner er helt motsatte virvler i sin essens, er de sterkt forbundet med hverandre: når trykket avtar i en region av jorden, blir økningen nødvendigvis registrert i en annen. Dessuten har sykloner og antisykloner en felles mekanisme som får luftstrømmer til å bevege seg: ujevn oppvarming av forskjellige deler av overflaten og rotasjonen av planeten vår rundt sin akse.
Sykloner er preget av overskyet, regnvær med kraftige vindkast som oppstår på grunn av forskjellen i atmosfærisk trykk mellom syklonens sentrum og kantene. En antisyklon, tvert imot, om sommeren er preget av varmt, vindstille, delvis overskyet vær med svært lite nedbør, mens om vinteren, takket være den, setter det inn klart, men veldig kaldt vær.
Slangering
Sykloner (gr. "slangering") er enorme virvler, hvis diameter ofte kan nå flere tusen kilometer. De dannes på tempererte og polare breddegrader, når varme luftmasser fra ekvator kolliderer med tørre, kalde strømmer som beveger seg mot dem fra Arktis (Antarktis) og danner en grense mellom seg, som kalles en atmosfærisk front.
Kald luft, som prøver å overvinne den varme luftstrømmen som er igjen under, skyver i et område en del av laget tilbake - og den kommer i kollisjon med massene som følger den. Som et resultat av kollisjonen øker trykket mellom dem, og en del av den varme luften snus tilbake, gir etter for trykket, avbøyes til siden, og begynner en ellipsoidal rotasjon.
Denne virvelen begynner å fange opp luftlagene ved siden av den, trekker dem til rotasjon og begynner å bevege seg med en hastighet på 30 til 50 km/t, mens syklonens sentrum beveger seg med lavere hastighet enn periferien. Som et resultat varierer syklonens diameter etter en tid fra 1 til 3 tusen km, og høyden - fra 2 til 20 km.
Der den beveger seg, endrer været seg kraftig, siden syklonens sentrum har lavtrykk, det er mangel på luft inne i den, og kalde luftmasser begynner å strømme inn for å bøte på det. De fortrenger varm luft oppover, hvor den avkjøles, og vanndråpene i den kondenserer og danner skyer, hvorfra nedbør faller.
Levetiden til en virvel er vanligvis fra flere dager til uker, men i noen regioner kan den vare omtrent et år: vanligvis er dette områder med lavtrykk (for eksempel de islandske eller aleutiske syklonene).
Det er verdt å merke seg at slike virvler ikke er typiske for ekvatorialsonen, siden den avbøyende kraften til planetens rotasjon, nødvendig for den virvellignende bevegelsen av luftmasser, ikke virker her.
Den sørligste, tropiske syklonen, danner seg ikke nærmere ekvator enn fem grader og er preget av en mindre diameter, men høyere vindhastighet, som ofte forvandles til en orkan. I henhold til deres opprinnelse er det slike typer sykloner som den tempererte syklonen og den tropiske syklonen, som genererer dødelige orkaner.
Vortexer av tropiske breddegrader
På 1970-tallet rammet den tropiske syklonen Bhola Bangladesh. Selv om vindstyrken og vindstyrken var lav og den bare ble tildelt den tredje (av fem) orkankategorien, på grunn av den enorme nedbørmengden som falt på bakken, fløt Ganges-elven over sine bredder og oversvømmet nesten alle øyene, og vasket fjerne alle bosetninger fra jordens overflate.
Konsekvensene var katastrofale: under den voldsomme katastrofen døde fra tre hundre til fem hundre tusen mennesker.
En tropisk syklon er mye farligere enn en virvel fra tempererte breddegrader: den dannes der temperaturen på havoverflaten ikke er lavere enn 26 °, og forskjellen mellom lufttemperaturer overstiger to grader, som et resultat av at fordampningen øker, luft luftfuktigheten øker, noe som bidrar til vertikal stigning av luftmasser.
Dermed dukker det opp et veldig sterkt trekk som fanger opp nye luftvolumer som har varmet opp og fått fuktighet over havoverflaten. Rotasjonen av planeten vår rundt sin akse gir luftstigningen den virvellignende bevegelsen til en syklon, som begynner å rotere med enorm hastighet, og ofte forvandles til orkaner med skremmende kraft.
En tropisk syklon dannes bare over havoverflaten mellom 5-20 grader nord og sør, og når den først er på land, forsvinner den ganske raskt. Dimensjonene er vanligvis små: diameteren overstiger sjelden 250 km, men trykket i midten av syklonen er ekstremt lavt (jo lavere, jo raskere beveger vinden seg, så syklonenes bevegelse er vanligvis fra 10 til 30 m/s, og vindkast over 100 m/s). Naturligvis fører ikke enhver tropisk syklon død med seg.
Det er fire typer av denne virvelen:
- Forstyrrelse – beveger seg med en hastighet som ikke overstiger 17 m/s;
- Depresjon - syklonens bevegelse er fra 17 til 20 m/s;
- Storm - midten av syklonen beveger seg med en hastighet på opptil 38 m/s;
- Orkan - en tropisk syklon beveger seg med en hastighet på over 39 m/s.
Sentrum av denne typen syklon er preget av et fenomen kalt "stormens øye" - et område med rolig vær. Diameteren er vanligvis rundt 30 km, men hvis en tropisk syklon er ødeleggende, kan den nå opp til sytti. Inne i stormens øye har luftmassene varmere temperatur og mindre fuktighet enn i resten av virvelen.
Her hersker ofte ro, ved grensen stopper nedbøren brått, himmelen klarner, vinden svekkes, og lurer derved folk som bestemmer seg for at faren er over, slapper av og glemmer forholdsregler. Siden en tropisk syklon alltid beveger seg fra havet, driver den enorme bølger foran seg, som, når de treffer kysten, sveiper alt ut av veien.
Forskere registrerer i økende grad det faktum at hvert år blir den tropiske syklonen farligere og aktiviteten øker stadig (dette skyldes global oppvarming). Derfor finnes disse syklonene ikke bare på tropiske breddegrader, men når også Europa på en atypisk tid på året for dem: de dannes vanligvis på sensommeren/tidlig høst og oppstår aldri om våren.
I desember 1999 ble således Frankrike, Sveits, Tyskland og Storbritannia rammet av orkanen Lothar, så kraftig at meteorologer ikke engang kunne forutsi utseendet på grunn av det faktum at sensorene enten gikk av skala eller ikke fungerte. "Lotar" viste seg å være årsaken til døden til mer enn sytti mennesker (de var hovedsakelig ofre for trafikkulykker og fallende trær), og bare i Tyskland ble rundt 40 tusen hektar skog ødelagt på få minutter.
Antisykloner
En antisyklon er en virvel i senteret som det er høyt trykk og lavtrykk i periferien. Det dannes i de nedre lagene av jordens atmosfære når kalde luftmasser invaderer varmere. En antisyklon oppstår i subtropiske og subpolare breddegrader, og bevegelseshastigheten er omtrent 30 km/t.
En antisyklon er det motsatte av en syklon: luften i den stiger ikke, men går ned. Det er preget av fravær av fuktighet. En antisyklon er preget av tørt, klart og vindstille vær, varmt om sommeren og frost om vinteren. Betydelige temperatursvingninger i løpet av dagen er også karakteristiske (forskjellen er spesielt sterk på kontinentene: for eksempel i Sibir er det omtrent 25 grader). Dette forklares med mangelen på nedbør, som vanligvis gjør temperaturforskjellen mindre merkbar.
Navn på virvler
I midten av forrige århundre begynte antisykloner og sykloner å få navn: dette viste seg å være mye mer praktisk når man utveksler informasjon om orkaner og syklonbevegelser i atmosfæren, siden det gjorde det mulig å unngå forvirring og redusere antall feil. Bak hvert navn på en syklon og antisyklon var det skjulte data om virvelen, ned til dens koordinater i det nedre laget av atmosfæren.
Før den endelige beslutningen om navnet på denne eller den syklonen og antisyklonen ble tatt, ble et tilstrekkelig antall forslag vurdert: de ble foreslått betegnet med tall, bokstaver i alfabetene, navn på fugler, dyr osv. Dette viste seg å være så praktisk og effektiv at etter en stund fikk alle sykloner og antisykloner navn (først var de kvinner, og på slutten av syttitallet begynte tropiske virvler å bli kalt for mannsnavn).
Siden 2002 har det dukket opp en tjeneste som tilbyr alle som ønsker å navngi en syklon eller antisyklon ved navn. Gleden er ikke billig: standardprisen for en syklon som skal oppkalles etter en kunde er 199 euro, og en antisyklon koster 299 euro, siden antisykloner forekommer sjeldnere.
På 8. trinns geografikurs studeres en rekke temaer om ulike prosesser i atmosfæren. De trenger å bli studert og forstått, da de avslører årsakene og metodene for dannelsen og endringen av været, dens prediksjon, som er av praktisk verdi for hver person.
Hva er sykloner og antisykloner
En av de mest interessante mekanismene er en slags "luftpumper" - atmosfæriske virvler av enorm størrelse, hvis hovedrolle er dannelsen av vær over store områder av jordens overflate.
Høyden deres er opptil 20 km, og diameteren kan nå 4-5 tusen km.
Ris. 1. En gigantisk atmosfærisk virvel.
I dette tilfellet er en syklon en luftvirvel som samler og kaster luft oppover fra sitt eget senter. En antisyklon, tvert imot, trekker inn luft fra de øvre lagene av atmosfæren og fordeler den nær overflaten.
Dette skjer fordi en syklon er et område med lavt trykk, luft suser dit trykket er lavest, det vil si til midten av syklonen. Der dannes det stigende luftstrømmer.
TOP 1 artikkelsom leser med dette
En antisyklon er en atmosfærisk virvel preget av høyt trykk. Tvert imot "akselererer" den luftmasser fra sitt eget senter, og trekker dem inn fra høyere lag av atmosfæren. I midten dannes det nedadgående strømmer, som spiraler fra sentrum og er fordelt over jordens overflate.
Atmosfæriske virvler dannes ofte i områder med atmosfæriske fronter; hovedårsaken til deres dannelse er jordens rotasjon.
Ris. 2. Skjema av strukturen til en syklon og antisyklon.
Lignende fenomener observeres i atmosfæren til andre planeter. En utenomjordisk langvarig syklon er den lille mørke flekken i atmosfæren til Neptun, og en antisyklon er den store røde flekken på Jupiter.
Sammenligning av trekk ved atmosfæriske virvler
Sykloner og antisykloner har forskjeller og likheter. Deres likheter er:
- virvel struktur;
- viktig rolle i værdannelse over store regioner.
Utseendet til en antisyklon påvirkes av dannelsen av sykloner i nærheten - overflødig luft som slippes ut av en lavtrykksvirvel akkumuleres og provoserer utviklingen av et område med høyt trykk, antisykloner.
Forskjellene mellom atmosfæriske virvler er presentert i tabellen over komparative egenskaper:
|
Syklon |
Antisyklon |
|
|
Sted for dannelse |
Oftere over havene kan den dannes overalt bortsett fra ekvatorialområdet, hvor Coriolis-kraften knyttet til jordens rotasjon ikke virker |
I tropene, over hav og over isfelt |
|
Størrelse (diameter) |
||
|
Bevegelse |
Konstant, hastighet 30-60 km/t, tropiske stormtyfoner er mye raskere |
Inaktiv eller har en hastighet på 20-40 km/t |
|
Press |
I sentrum er det lavt, i periferien er det høyt |
Høyt i sentrum, lavt i periferien |
|
Rotasjonsretning |
På den nordlige halvkule roterer de mot klokken, på den sørlige halvkule roterer de mot klokken. |
På den nordlige halvkule er rotasjonen med klokken, og omvendt på den sørlige halvkule. |
|
Tar med seg været |
Vind, skyer, nedbør |
Klart eller delvis skyet, vindstille, ingen nedbør |
På synoptiske kart brukes bokstaver for å betegne sykloner og antisykloner: H - betyr et område med lavt trykk, B - et område med høyt trykk.
Ris. 3. Synoptisk kart.
Typer sykloner og antisykloner
Det er flere typer sykloner, oppkalt etter dannelsesstedet:
- Arktis;
- tempererte breddegrader;
- sørlige ekstratropiske;
- tropisk.
De fleste syklonene som passerer gjennom Russlands territorium dannes over Atlanterhavet, beveger seg fra vest til øst og er klassifisert som arktiske eller tempererte. Dette er store atmosfæriske virvler.
Tropiske sykloner er de farligste - de er preget av relativt små størrelser på bare hundrevis av kilometer, unormalt lavt trykk i sentrum, og derfor svært høye vindhastigheter som når stormhastigheter. Det er disse syklonene som forårsaker den største ødeleggelsen i kystlandene i Asia og Nord-Amerika. De vises bare over havet og blekner raskt når de flytter til land.
Antisykloner og sykloner har en gjennomsnittlig levetid på 3-10 dager til det atmosfæriske trykket utjevner seg. Imidlertid er det også permanente som eksisterer i årevis, for eksempel: de islandske og aleutiske syklonene, de indiske og sibirske antisyklonene.
Hva har vi lært?
Dannelsen av atmosfæriske virvler avhenger av fordelingen av lufttrykket i atmosfæren og Coriolis-kreftene som oppstår under jordens rotasjon. Til tross for noen likheter, skiller de seg fra hverandre på mange måter: de roterer i forskjellige retninger, gir forskjellig vær og oppstår under forskjellige forhold.
Test om emnet
Evaluering av rapporten
Gjennomsnittlig rangering: 4.1. Totalt mottatte vurderinger: 624.
Været i landet vårt er ustabilt. Dette er spesielt tydelig i den europeiske delen av Russland. Dette skjer på grunn av det faktum at forskjellige luftmasser møtes: varm og kald. Luftmasser er forskjellige i egenskaper: temperatur, fuktighet, støvinnhold, trykk. Atmosfærisk sirkulasjon gjør at luftmasser kan bevege seg fra en del til en annen. Der luftmasser med forskjellige egenskaper kommer i kontakt, atmosfæriske fronter.
Atmosfæriske fronter er skrånende til jordens overflate, deres bredde når fra 500 til 900 km, og lengden strekker seg til 2000-3000 km. I frontalsonene vises et grensesnitt mellom to typer luft: kald og varm. En slik overflate kalles frontal. Som regel er denne overflaten tilbøyelig mot den kalde luften - den er plassert under den, da den er tyngre. Og varm luft, lettere, er plassert over frontoverflaten (se fig. 1).
Ris. 1. Atmosfæriske fronter
Skjæringslinjen mellom frontoverflaten og jordens overflate dannes frontlinjen, som også kort kalles front.
Atmosfærisk front- en overgangssone mellom to ulike luftmasser.
Varm luft, som er lettere, stiger. Når den stiger, avkjøles den og blir mettet med vanndamp. Det dannes skyer i den og det faller nedbør. Derfor er passasjen av en atmosfærisk front alltid ledsaget av nedbør.
Avhengig av bevegelsesretningen er bevegelige atmosfæriske fronter delt inn i varme og kalde. Varm front dannes når varm luft strømmer inn i kald luft. Frontlinjen beveger seg mot den kalde luften. Etter passering av en varmfront oppstår oppvarming. En varmfront danner en sammenhengende rekke av skyer som er hundrevis av kilometer lange. Det er dvelende duskregn og oppvarmingen er på vei. Luftstigningen under ankomsten av en varmfront skjer langsommere sammenlignet med en kaldfront. Cirrus- og cirrostratus-skyer som dannes høyt på himmelen er en varsler om en nærmer seg varmfront. (se fig. 2).
Ris. 2. Varm front ()
Den dannes når kald luft strømmer under varm luft, mens frontlinjen beveger seg mot varm luft, som tvinges oppover. Vanligvis beveger en kaldfront seg veldig raskt. Dette forårsaker sterk vind, kraftig, ofte kraftig nedbør med tordenvær, og snøbyger om vinteren. Avkjøling skjer etter passering av en kaldfront (se fig. 3).
Ris. 3. Kaldfront ()
Atmosfæriske fronter kan være stasjonære eller bevegelige. Dersom luftstrømmer ikke beveger seg mot verken kald eller varm luft langs frontlinjen, kalles slike fronter stasjonær. Hvis luftstrømmer har en bevegelseshastighet vinkelrett på frontlinjen, og beveger seg enten mot kald eller mot varm luft, kalles slike atmosfæriske fronter flytte. Atmosfæriske fronter oppstår, beveger seg og kollapser i løpet av noen få dager. Rollen til frontal aktivitet i klimadannelse er mer uttalt i tempererte breddegrader, derfor er det meste av Russland preget av ustabilt vær. De kraftigste frontene oppstår når hovedtypene luftmasser kommer i kontakt: arktiske, tempererte, tropiske (se fig. 4).
Ris. 4. Dannelse av atmosfæriske fronter på Russlands territorium
Soner som gjenspeiler deres langsiktige posisjoner kalles klimafronter. På grensen mellom arktisk og temperert luft, over de nordlige delene av Russland, en arktisk front. Luftmasser med tempererte breddegrader og tropiske er atskilt av en polar temperert front, som hovedsakelig ligger sør for grensene til Russland. De viktigste klimafrontene danner ikke sammenhengende striper av linjer, men er delt inn i segmenter. Langtidsobservasjoner har vist at de arktiske og polare frontene beveger seg sørover om vinteren og nordover om sommeren. Øst i landet når den arktiske fronten kysten av Okhotskhavet om vinteren. Nordøst for den er det svært kald og tørr arktisk luft. I det europeiske Russland beveger den arktiske fronten seg ikke så langt. Den oppvarmende effekten av den nordatlantiske strømmen merkes her. Grenene til den polare klimafronten strekker seg over de sørlige territoriene i landet vårt bare om sommeren; om vinteren ligger de over Middelhavet og Iran og dekker av og til Svartehavet.
Delta i samspillet mellom luftmasser sykloner Og antisykloner- store bevegelige atmosfæriske virvler som transporterer atmosfæriske masser.
Et område med lavt atmosfærisk trykk med et spesifikt system av vind som blåser fra kantene til midten og avviker mot klokken.
Et område med høyt atmosfærisk trykk med et spesifikt system av vind som blåser fra midten til kantene og avviker med klokken.
Sykloner er av imponerende størrelse, og strekker seg inn i troposfæren til en høyde på opptil 10 km og en bredde på opptil 3000 km. I sykloner øker trykket, og i antisykloner avtar det. På den nordlige halvkule avbøyes vinder som blåser mot sentrum av sykloner under påvirkning av kraften fra jordens aksiale rotasjon til høyre (luften snurrer mot klokken), og i den sentrale delen stiger luften. I antisykloner avviker vinder rettet mot utkanten også mot høyre (luften virvler med klokken), og i den sentrale delen går luften ned fra de øvre lagene av atmosfæren og nedover (se fig. 5, fig. 6).
Ris. 5. Syklon
Ris. 6. Antisyklon
Frontene som sykloner og antisykloner stammer fra er nesten aldri rette; de er preget av bølgelignende svinger (se fig. 7).
Ris. 7. Atmosfæriske fronter (synoptisk kart)
I de resulterende buktene av varm og kald luft dannes roterende topper av atmosfæriske virvler (se fig. 8).
Ris. 8. Dannelse av en atmosfærisk virvel
Gradvis skiller de seg fra fronten og begynner å bevege seg og frakte luft på egenhånd med en hastighet på 30-40 km/t.
Atmosfæriske virvler varer 5-10 dager før ødeleggelse. Og intensiteten av deres dannelse avhenger av egenskapene til den underliggende overflaten (temperatur, fuktighet). Det dannes flere sykloner og antisykloner i troposfæren hver dag. Hundrevis av dem dannes gjennom året. Hver dag er landet vårt under påvirkning av en slags atmosfærisk virvel. Siden luft stiger i sykloner, er deres ankomst alltid assosiert med overskyet vær med nedbør og vind, kjølig om sommeren og varm om vinteren. Under hele antisyklonens varighet er det skyfritt, tørt vær, varmt om sommeren og frost om vinteren. Dette forenkles av den sakte nedstigningen av luft fra høyere lag av troposfæren. Den nedstigende luften varmes opp og blir mindre mettet med fuktighet. I antisykloner er vindene svake, og i deres indre deler er det fullstendig ro - rolig(se fig. 9).
Ris. 9. Luftbevegelse i en antisyklon
I Russland er sykloner og antisykloner begrenset til de viktigste klimafrontene: polar og arktisk. De dannes også på grensen mellom marine og kontinentale luftmasser på tempererte breddegrader. I det vestlige Russland oppstår sykloner og antisykloner og beveger seg i retning av den generelle lufttransporten fra vest til øst. I Fjernøsten i samsvar med retningen av monsunene. Når man beveger seg med vestlig transport i øst, avviker sykloner mot nord, og antisykloner - mot sør (se fig. 10). Derfor går banene til sykloner i Russland oftest gjennom de nordlige regionene i Russland, og antisykloner - gjennom de sørlige regionene. I denne forbindelse er det atmosfæriske trykket i Nord-Russland lavere, det kan være dårlig vær i mange dager på rad, i sør er det flere solrike dager, tørre somre og små snørike vintre.
Ris. 10. Avvik av sykloner og antisykloner ved flytting fra vest
Områder der intense vintersykloner passerer: Barentshavet, Kara, Okhotskhavet og nordvest for den russiske sletten. Om sommeren er sykloner hyppigst i Fjernøsten og vest på den russiske sletten. Antisyklonvær råder hele året sør på den russiske sletten, sør i Vest-Sibir og om vinteren over hele Øst-Sibir, hvor det asiatiske maksimaltrykket er etablert.
Bevegelsen og samspillet mellom luftmasser, atmosfæriske fronter, sykloner og antisykloner endrer været og påvirker det. Data om værendringer er plottet på spesielle synoptiske kart for videre analyse av værforholdene i vårt land.
Bevegelsen av atmosfæriske virvler fører til endringer i været. Tilstanden hennes for hver dag er registrert på spesielle kort - synoptisk(se fig. 11).
Ris. 11. Synoptisk kart
Værobservasjoner utføres av et omfattende nettverk av værstasjoner. Observasjonsresultatene blir deretter overført til hydrometeorologiske datasentre. Her behandles de og værinformasjon plottes inn på synoptiske kart. Kartene viser atmosfærisk trykk, fronter, lufttemperatur, vindretning og hastighet, skydekke og nedbør. Fordelingen av atmosfærisk trykk indikerer plasseringen av sykloner og antisykloner. Ved å studere mønstrene til atmosfæriske prosesser kan vi forutsi været. Nøyaktig værvarsling er en ekstremt kompleks sak, siden det er vanskelig å ta hensyn til hele komplekset av samvirkende faktorer i deres konstante utvikling. Derfor er selv kortsiktige prognoser for det hydrometeorologiske senteret ikke alltid berettiget.
Kilde).).
Hjemmelekser
- Hvorfor forekommer nedbør i sonen til den atmosfæriske fronten?
- Hva er hovedforskjellen mellom en syklon og en antisyklon?
Laster inn...
