Вихри воздуха с низким давлением в центре. Атмосферные вихри

На вопрос Что такое торнадо? заданный автором Вровень лучший ответ это Смерч (торнадо, тромб) - это сильный вращающийся вихрь воздуха с горизонтальными размерами менее 50 км и высотой менее 10 км, с относительно устойчивой скоростью ветра, которая может достигать значений более 33 м/с, который вытягивается от кучево-дождевого облака к поверхности воды или земли. Внутри воронки воздух поднимается вверх, создается разрежение. Когда воронкообразный отросток облака достигает земли, его ширина составляет 50-500 м. Смерч проносится над поверхностью со скоростью 30-60 км/ч и примерно через 30 км теряет свою разрушительную силу. Правда, известны случаи, когда смерчи сохраняли живучесть на протяжении 500 км. Подсчитано, что энергия обычного смерча радиусом 1 км и средней скоростью 70 м/с сравнима с энергией эталонной атомной бомбы, подобной той, которую взорвали в США во время испытаний «Тринити» в Нью-Мексико 16 июля 1945.

Ответ от Пользователь удален [активный]
SMERCH

Ответ от В и х р ь [гуру]
Здравствуйте!
Смерчи относятся к явлению "вихрь в атмосфере" (научное название Ротор) .
Встречаются атмосферные вихри, причём совершенно разного масштаба от микро до мезо и макромасштаба.
Микромасштабные вихри - это турбулентность, которая переносит в воздухе свойства (пыль, запахи, дым...) мелкомасштабную турбулентность на глазу увидеть трудно, разве что по поведению мелких пылинок в луче воздуха.
Небольшие вихри в виде вращающихся волчков можно видеть при усилениях ветра, вращающих небольшие вихри (до метра в диаметре) , которые крутят пыль и снег при метелях. Никакой опасности они не представляют.
Маломасштабные вихри (толщиной до нескольких сотен метров и высотой до километра) с вертикальной осью - это смерчи (называемые в Америке торнадо) , представляющие чрезвычайную опасность из за больших скоростей вращения и разряжения в центре, вызывающих сильные разрушения и гибель людей (результаты смерчей нам то и дело показывают по ТВ). Прилагаю фото с вертолёта типичного смерча.
Следующий вид вихря - мезомасштабный – ураган (в Азии его называют тайфун) - это небольшой, но очень мощниый Циклон - область низкого давления) - фото со спутника этого вида Циклонов см. на моём аватаре. Он также вызывает большие разрушения и гибель людей, поскольку в нём наблюдаются чень большие скорости ветра. Диаметр такого вихря - сотни километров.
И конечно, самый большой вихрь в атмосфере - это обычный Циклон средних широт В соответствии с действием закона отклоняющей силы вращения Земли, вихри северного полушария с пониженными давлением в центре вращаются против часовой стрелки, а в южном - по часовой. Есть и другие вихри - с повышенным давлением центре (антициклоны) , но они связаны со спокойной солнечной погодой со слабыми ветрами, опасности не представляют и вращаются в обратную сторону по сравнению с вихрями, имеющими пониженное давление в центре вихря. Всего Вам доброго и с Новым Годом Вас! И. о. Деда Мороза на Ответах.

Ответ от Изморось [гуру]
Смерч (торнадо, тромб) - это сильный вращающийся вихрь воздуха с горизонтальными размерами менее 50 км и высотой менее 10 км, с относительно устойчивой скоростью ветра, которая может достигать значений более 33 м/с, который вытягивается от кучево-дождевого облака к поверхности воды или земли.

Ответ от N [мастер]
Торнадо это Воздух перемешаюшиеся очень быстро, быстрей ветра.

Ответ от Julie julie [мастер]
Механизм образования смерчей полностью не изучен до сих пор. Укажем лишь некоторые общие сведения, наиболее характерные для типичных торнадо.
Смерчи в своём развитии проходят три основных стадии. На начальной стадии из грозового облака появляются начальная воронка, висящая над землей. Холодные слои воздуха, находящиеся непосредственно под облаком устремляются вниз на смену тёплым, которые, в свою очередь поднимаются вверх. (такая неустойчивая система образуется обычно при соединении двух атмосферных фронтов - теплого и холодного) . Потенциальная энергия этой системы, переходит в кинетическую энергию вращательно движения воздуха. Скорость этого движения возрастает, и он приобретает свой классический вид.
Вращательная скорость растет с течением времени, при этом в центре торнадо воздух начинает интенсивно подниматься вверх. Так протекает вторая стадия существования смерча - стадия сформировавшегося вихря максимальной мощности. Смерч полностью оформляется и движется в различных направлениях.
Завершающая стадия - разрушение вихря. Мощность торнадо ослабевает, воронка сужается и отрывается от поверхности земли, постепенно обратно поднимаясь в материнское облако

Борьба тёплых и холодных течений, стремящихся вы­равнять разность температур между севером и югом, происходит с переменным успехом. То тёплые массы берут перевес и проникают в виде тёплого языка далеко к северу, иногда до Гренландии, Новой Земли и даже до Земли Франца Иосифа; то массы арктического воздуха в виде гигантской «капли» прорываются на юг и, сметая на своём пути тёплый воздух, обрушиваются на Крым и республики Средней Азии. Особенно резко выражена эта борьба зимой, когда разность температур между севером и югом возрастает. На синоптических картах северного полушария всегда можно видеть несколько языков тёп­лого и холодного воздуха, проникающих на различную глубину к северу и к югу (найдите их на нашей карте).

Арена, на которой развёртывается борьба воздушных течений, приходится как раз на самые населённые части земного шара - умеренные широты. Эти широты и испы­тывают на себе капризы погоды.

Самые неспокойные области в нашей атмосфере - это границы воздушных масс. На них часто возникают огром­ные вихри, которые приносят нам непрерывные измене­ния погоды. Познакомимся с ними подробнее.

Циклон

Представим себе фронт, разделяющий холодную и тёплую массы (рис. 15, а). Когда воздушные массы дви­жутся с различной скоростью или когда одна воздушная масса перемещается вдоль фронта в одном направлении, а другая - в обратном, то линия фронта может проги­баться, и на ней образуются воздушные волны (рис. 15, б). При этом холодный воздух сильнее и сильнее поворачи­вает на юг, подтекает под «язык» тёплого воздуха и вы­тесняет часть его вверх. — Тёплый язык проникает всё дальше к северу и «вымывает» лежащую перед ним хо­лодную массу. Воздушные слои постепенно завихряются. От центральной части вихря воздух с силой выбрасы­вается к его окраинам. Поэтому у вершины тёплого языка давление сильно падает, и в атмосфере образуется как бы котловина. Такой вихрь с пониженным давлением в центре и называют циклоном («циклон» означает - круговой).

Так как воздух течёт к местам с более низким давле­нием, то в циклоне он должен был бы стремиться от краёв вихря прямо к центру. Но здесь мы должны напомнить чи­тателю, что вследствие вращения Земли во­круг своей оси пу­ти всех движущихся в северном полушарии тел отклоняются впра­во. Поэтому, например, правые берега рек силь­нее размываются, пра­вые рельсы на двухпут­ных железных дорогах быстрее изнашиваются. И ветер в циклоне тоже отклоняется вправо; в результате получается вихрь с направлением ветров против часовой стрелки.

Для того чтобы понять, как вращение Земли дей­ствует на воздушный поток, представим себе участок земной поверхности на глобусе (рис. 16). Направление ветра в точке А показано стрелкой. Ветер в точке А юго-западный. Через некоторое время Земля повернётся, и точка А перейдёт в точку Б. Воздушный поток откло­нится вправо, и угол изменится; ветер станет западо-юго-западным. Ещё через некоторое время точка Б пере­местится уже в точку В, и ветер станет западным, т. е. ещё больше повернёт вправо.

Если в области циклона провести линии равных давле­ний, то-есть изобары, то окажется, что они окружат центр циклона (рис. 15, в). Так выглядит циклон в первые сутки своей жизни. Что же происходит с ним дальше?

Язык циклона протягивается всё дальше к северу, заостряется и становится уже большим тёплым сектором (рис. 17). Обычно он располагается в южной части цик­лона, потому что тёплые течения чаще всего идут с юга и юго-запада. С двух сторон сектор окружён холодным воздухом. Посмотрите, как идут тёплые и холодные по­токи в циклоне, и вы убедитесь в том, что здесь два уже знакомых вам фронта. Правая граница тёплого сектора это - тёплый фронт циклона с широкой полосой осадков, а левая - холодный; полоса осадков узка. Циклон всегда движет­ся в направлении, пока­занном стрелкой (па­раллельно изобарам тёплого сектора).

Обратимся снова к нашей карте погоды и найдём циклон в Фин­ляндии. Центр его обо­значен буквой Н (низ­кое давление). Спра­ва - тёплый фронт; морской полярный воз­дух натекает на конти­нентальный, идёт снег. Слева - холодный фронт: морской арктический воздух, огибая сектор, вры­вается в тёплое юго-западное течение; узкая полоса ме­телей. Это уже хорошо развитый циклон.

Попробуем теперь «предсказать» дальнейшую судьбу циклона. Это нетрудно. Ведь мы уже говорили, что хо­лодный фронт движется быстрее тёплого. Значит, со вре­менем волна тёплого воздуха станет ещё более крутой, сектор циклона будет постепенно суживаться, и, нако­нец, оба фронта сомкнутся, произойдёт окклюзия. Это - смерть для циклона. До окклюзии циклон мог «питаться» тёплой воздушной массой. Разность температур между холодными потоками и тёплым сектором сохранялась. Циклон жил и развивался. Но после того, как оба фронта сомкнулись, «питание» циклона отрезано. Тёплый воздух уходит вверх, и циклон начинает угасать. Осадки осла­бевают, облака понемногу рассеиваются, ветер стихает, давление выравнивается, и от грозного циклона остаётся маленькая завихренная зона. Такой умирающий циклон есть и на нашей карте, за Волгой.

Размеры циклонов различны. Иногда это вихрь с по­перечником всего в несколько сотен километров. Но бы­вает и так, что вихрь захватывает область до 4-5 тысяч километров в поперечнике - целый материк! К центрам громадных циклонических вихрей могут стекаться самые различные воздушные массы: тёплые и влажные, холод­ные и сухие. Поэтому небо над циклоном чаще всего облачное, а ветер сильный, иногда штормовой.

На границе между воздушными массами может обра­зоваться несколько волн. Поэтому обычно циклоны раз­виваются не поодиночке, а сериями, по четыре и больше. В то время как первый уже затухает, в последнем только начинает вытягиваться тёплый язык. Живёт циклон 5-6 дней, и за это время он может пройти огромное пространство. За сутки циклон пробегает в среднем около 800 километров, а иногда до 2000 километров.

Циклоны приходят к нам чаще всего с запада. Это связано с общим перемещением воздушных масс с за­пада на восток. Сильные циклоны на нашей территории бывают очень редко. Затяжной дождь или снег, резкий порывистый ветер - вот обычная картина нашего цик­лона. Но в тропиках иногда бывают циклоны необычай­ной силы, с жестокими ливнями и штормовыми ветрами. Это - ураганы и тайфуны.

Мы уже знаем, что когда линия фронта между двумя воздушными течениями прогибается, в холодную массу выдавливается тёплый язык, и таким образом зарождается циклон. Но линия фронта может прогибаться и в сторону тёплого воздуха. В этом случае возникает вихрь с совсем другими свойствами, чем циклон. Называется он анти­циклоном. Это уже не котловина, а воздушная гора.

Давление в центре такого вихря выше, чем по краям, и воздух растекается от центра к окраинам вихря. На его место опускается воздух из более высоких слоев. Опускаясь, он сжимается, нагревается, и облачность в нём постепенно рассеивается. Поэтому и погода в антицик­лоне обычно бывает малооблачная и сухая; на равнинах она жаркая летом и холодная зимой. Только на окраи­нах антициклона могут возникать туманы и низкие слои­стые облака. Так как в антициклоне нет такой большой разницы в давлениях, как в циклоне, то и ветры здесь гораздо слабее. Движутся они по часовой стрелке (рис. 18).

По мере развития вихря верхние слои его прогре­ваются. Особенно это заметно, когда холодный язык отрезается и вихрь перестаёт «питаться» холодом или когда антициклон застаивается на одном месте. Тогда погода в нём становится более устойчивой.

Вообще антициклоны - более спокойные вихри, чем циклоны. Движутся они медленнее, около 500 километ­ров в сутки; часто останавливаются и неделями стоят в одном районе, а потом снова продолжают свой путь. Размеры их огромны. Антициклон нередко, особенно зи­мой, охватывает всю Европу и часть Азии. Но в отдель­ных сериях циклонов могут возникать и маленькие, по­движные и недолговечные антициклоны.

Приходят к нам эти вихри обыкновенно с северо-за­пада, реже с запада. На картах погоды центры антицик­лонов обозначаются буквой В (высокое давление).

Найдите антициклон на нашей карте и посмотрите, как располагаются вокруг его центра изобары.

Таковы атмосферные вихри. Каждый день они прохо­дят над нашей страной. Их можно найти на любой карте погоды.

Теперь на нашей карте вам уже всё знакомо, и мы можем перейти ко второму основному вопросу нашей книжки - предвидению погоды.

1. Выберите верные ответы. Над территорией России преобладают: а) арктические воздушные массы; б) воздух умеренных широт; в) экваториальные воздушные массы.

2. Дайте определение атмосферного фронта. Какие бывают атмосферные фронты?

Атмосферный фронт – переходная зона в тропосфере между смежными воздушными массами с разными физическими свойствами (в первую очередь температурой). Фронты могут быть: теплыми, холодными и окклюзии (смешанный).

3. Выберите верные ответы. Тёплый атмосферный фронт приносит: а) ливни, грозы; б) затяжные дожди; в) временное потепление; г) быстрое похолодание; д) ясную погоду.

Ответ: Б,В.

4. Что такое циклон? Что такое антициклон? Что у них общего?

Циклон – атмосферный вихрь огромного (от сотен до нескольких тысяч километров) диаметра с пониженным давлением воздуха в центре. Погода в циклоне: изменение температуры (зимой – потепление, летом – похолодание), увеличение влажности, выпадение осадков, давление низкое, погода пасмурная, усиление ветра. Антициклон – область повышенного атмосферного давления в центре и пониженного на периферии. Погода в антициклоне: ветер слабый, погода ясная и сухая, изменение температуры (зимой – похолодание, летом – потепление). Циклоны и антициклоны - это крупные атмосферные вихри, переносящие воздушные массы. На картах они выделяются замкнутыми концентрическими изобарами (линиями равного давления).

5. Установите соответствие. 1. Циклон. А. Крупный атмосферный вихрь с высоким давлением в центре. 2. Антициклон. Б. Пасмурная погода. В. Малооблачная, тёплая погода летом, морозная - зимой. Г. Крупный атмосферный вихрь с низким давлением в центре.

Ответ: 1 – А,В; 2 – Б,Г.

6. Какая погода - циклональная или антициклональная - приводит к большему загрязнению воздуха? Почему?

Загрязнение атмосферного воздуха больше будет во время антициклона, т.к. в нем господствует высокое атмосферное давление, в котором воздух имеет нисходящее движение. Таким образом, выбросы из источников загрязнения будут опускаться вниз и образовывать смог, в то время как в циклоне сильный ветер и восходящие токи воздуха, будут поднимать вверх и уносить выбросы предприятий.

7. Какая погода - циклональная или антициклональная - установилась над территорией вашего населённого пункта в данный период? Почему вы так считаете?

Сейчас установилась антициклоническая погода, об этом свидетельствует резкое понижение температуры (14.11.) до -5, отсутствие ветра и ясная, безоблачная погода.

8. Понаблюдайте, какая погода устанавливается в вашей местности при прохождении тёплых и холодных фронтов. Как часто погода меняется? С чем это связано?

Погода в регионе меняется часто, особенно в теплый период времени. Это связано с постоянным прохождением атмосферных фронтов, которые возникают из-за географического положения региона; Южный Урал находиться в зоне влияния западных атлантических циклонов, которые могут достигать Уральских гор, северных арктических воздушных масс и восточных сибирских антициклонов. При прохождении теплого фронта образуются перистые облака. Постепенно они превращаются в сплошную белую вуаль – в перисто-слоистые облака. В верхних слоях атмосферы уже движется теплый воздух. Падает давление. Чем ближе к нам линия атмосферного фронта, тем плотнее становятся облака. Солнце просвечивает тусклым пятном. Затем облака становятся ниже, Солнце скрывается совсем. Ветер усиливается и меняет свое направление по часовой стрелке (например, сначала был восточный, потом юго-восточный и даже юго-западный). Приблизительно за 300-400 км до фронта облака сгущаются. Начинается мелкий дождь или снег. Когда теплый фронт миновал, дождь или снег прекратился, тучи рассеиваются, наступает потепление – пришла более теплая воздушная масса. При прохождении холодного фронта теплый воздух отступает, а холодный рассеивается вслед за ним. Его приход всегда вызывает похолодание. Но при движении не все слои воздуха имеют одинаковую скорость. Самый нижний слой в результате трения о земную поверхность немного задерживается, а более высокие слои вытягиваются вперед. Таким образом, холодный воздух обрушивается на теплый в виде вала. Теплый воздух быстро вытесняется вверх, и создаются мощные нагромождения кучевых и кучево-дождевых облаков. Облака холодного фронта несут ливни, грозы, сопровождающиеся сильным порывистым ветром. Они могут достигать очень большой высоты, но в горизонтальном направлении простираются всего на 20-30 км. А так как холодный фронт движется обычно быстро, бурная погода продолжается недолго – от 15-20 мин до 2-3 ч. В результате взаимодействия холодного воздуха с теплой подстилающей поверхностью образуются отдельные кучевые облака с просветами. Затем наступает прояснение.