Системи вітрів, циклони та антициклони

Грози, або грозові бурі, являють собою локальні атмосферні збурювання, зв'язані з розвитком купчасто-дощових хмар. Такі бурі завжди супроводжуються громом і блискавками і звичайно сильними поривами вітру і зливових опадів. Іноді випадає град. Більша частина гроз закінчується швидко, і навіть самі тривалі з них рідко продовжуються більш однієї-двох годин. Грози виникають через атмосферну нестійкість і зв'язані в основному з перемішуванням шарів повітря, що прагнуть досягти більш стійкого розподілу по щільності. Могутні висхідні потоки повітря є відмінною рисою початкової стадії грози. Сильні спадні рухи повітря в зонах зливових опадів характерні для її заключної фази. Грозові хмари часто досягають висоти 12–15 км у помірних широтах і ще більшої – у тропіках. Їхній вертикальний ріст обмежений стійким станом нижніх шарів стратосфери. Унікальною властивістю гроз є їхня електрична активність. Блискавка може спостерігатися усередині купчастої хмари, між двома хмарами або між хмарою і землею. У дійсності розряд блискавки майже завжди складається з декількох розрядів, що проходять по тому самому каналу, причому вони проходять так швидко, що сприймаються неозброєним оком як той самий розряд. Поки ще не зовсім ясно, яким чином відбувається в атмосфері поділ великих зарядів протилежного знаку.

Електричний заряд грозової хмари індукує заряд на земній поверхні під собою і заряди протилежного знаку навколо основи хмари. Між протилежно зарядженими ділянками хмари і земною поверхнею виникає величезна різниця потенціалів. Коли вона досягне достатньої величини, відбувається електричний розряд – спалах блискавки. Грім, що супроводжує розряд блискавки, викликаний миттєвим розширенням повітря на шляху розряду, що відбувається при раптовому його нагріванні блискавкою. Грім частіше чутний як тривалі розкати, а не як одиночний удар, тому що виникає уздовж усього каналу розряду блискавки, і тому звук переборює відстань від свого джерела до спостерігача в кілька етапів.

 

Антициклони

Антициклон - область підвищеного атмосферного тиску з замкнутими концентричними изобарами на рівні моря і з відповідним розподілом вітру. В низькому антициклоні - холодному, ізобари залишаються замкнутими тільки в самих нижніх шарах тропосфери (до 1,5 км), а в середній тропосфері підвищений тиск взагалі не виявляється; можливо також наявність над таким антициклоном висотного циклону.

Високий антициклон - теплий і зберігає замкнуті ізобари з антициклонічною циркуляцією навіть і у верхній тропосфері. Іноді антициклон буває багатоцентрових. Повітря в антициклоні в північній півкулі рухається, огинаючи центр за годинниковою стрілкою (тобто відхиляючись від баричного градієнта вправо), в південній півкулі - проти годинникової стрілки. Для антициклону характерно переважання ясної або малохмарною погоди. Внаслідок охолодження повітря від земної поверхні в холодну пору року і вночі в антициклоні можливе утворення приземних інверсій і низьких шаруватих хмар і туманів. Влітку над сушею можлива помірна денна конвекція з утворенням купчастих хмар. Конвекція з утворенням купчастих хмар спостерігається і в пасатах на зверненої до екватора периферії субтропічних антициклонів. При стабілізації антициклону в низьких широтах виникають потужні, високі і теплі субтропічні антициклони. Стабілізація антициклонів відбувається також в середніх і в полярних широтах. Високі малорухомі антициклони, що порушують загальний західний перенос середніх широт, називаються блокуючими.

Антициклон-атмосферна маса, вихровий рух повітря з високим тиском у центрі, за годинниковою стрілкою - в Північній півкулі, проти годинникової стрілки - у Південному. Відмінною особливістю антициклонів є чітко визначений напрямок вітру. Вітер направлений від центру до периферії антициклону, тобто в напрямку зниження тиску повітря. Іншою складовою вітрів в антициклоні є вплив сили Коріоліса, зумовленої обертанням Землі. В Північній півкулі це призводить до повороту рухомого потоку вправо. В Південній півкулі, відповідно, ліворуч. Саме тому вітер в антициклонах Північної півкулі рухається у напрямку руху годинникової стрілки, а в Південному - навпаки. Для циклонів характерно зворотний напрямок вітрів. В низькому антициклоні, холодному, ізобари залишаються замкнутими тільки в самих нижніх кілометрах, а в середній тропосфері підвищений тиск взагалі не виявляється; можливо також наявність над таким антициклоном висотного циклону. Високий антициклон теплий і зберігає замкнуті ізобари з антициклонічною циркуляцією навіть у верхній тропосфері. Іноді антициклон буває багатоцентрових.

Антициклони досягають розміру кілька тисяч кілометрів у поперечнику. У центрі антициклону тиск зазвичай 1020-1030 мбар, але може досягати 1070-1080 мбар. Як і циклони, антициклони переміщуються в напрямку загального переносу повітря в тропосфері, тобто з заходу на схід, відхиляючись при цьому до низьких широт. Середня швидкість переміщення антициклону становить близько 30 км / ч в Північній півкулі і близько 40 км / ч в Південному, але нерідко антициклон надовго приймає малорухомий стан.

Ознаки антициклону:

• Ясна або малохмарна погода

• Відсутність вітру

• Відсутність опадів

• Стійкий характер погоди (помітно не змінюється в часі, поки існує антициклон)

У літній період антициклон приносить жарку малохмарну погоду. В зимовий період антициклон приносить сильні морози, іноді також можливий морозний туман.

Важливою особливістю антициклонів є утворення їх на певних ділянках. Зокрема, над льодовими полями формуються антициклони. І чим потужніший льодовий покрив, тим сильніше виражений антициклон; саме тому антициклон над Антарктидою дуже потужний, а над Гренландією малопотужний, над Арктикою - середній по вираженості. Потужні антициклони також розвиваються в тропічному поясі.

Цікавим прикладом різких змін у формуванні різних повітряних мас служить Євразія. У літній час над її центральними районами формується область низького тиску, куди засмоктується повітря з сусідніх океанів. Особливо сильно це виявляється в Південної та Східної Азії : нескінченна низка циклонів несе вологе тепле повітря вглиб материка. Взимку ситуація різко змінюється: над центром Євразії формується область високого тиску - Азіатський максимум, холодні і сухі вітри з центру якого ( Монголія, Тива, Південь Сибіру), що розходяться за годинниковою стрілкою, розносять холод аж до східних околиць материка і викликають ясну, морозну, практично безсніжну погоду на Далекому Сході, в Північній Китаї. У західному напрямку антициклони впливають менш інтенсивно. Різкі зниження температури можливі тільки, якщо центр антициклону переміститься на захід від точки спостереження, бо вітер змінює напрямок з південного на північний. Подібні процеси часто спостерігаються на Східно-Європейській рівнині.

Найбільший антициклон в Сонячній системі - Велика червона пляма на Юпітері.

Блокуючий антициклон

Блокуючий антициклон - практично нерухомий потужний антициклон, який має здатність не пропускати інші повітряні маси на зайняту собою територію. Середній термін життя такого антициклону - від трьох до п'яти діб, лише 1% антициклонів дотягує до 15 діб. [1]

Однак в 1972 і 2010 антициклон в літній час (на Європейській території Росії) існував в обох випадках практично два місяці, викликавши катастрофічну засуху і сильну спеку, а також лісові пожежі (як закономірне явище).

Антициклон в районі Онезького озера на синоптичної карті Росії 1 травня 1890

Географія постійних антициклонів

• Азорський антициклон

• Антарктичний антициклон

• Бермудський антициклон

• Гавайський антициклон

• Гренландський антициклон

• Канадський антициклон

• Северотіхоокеанского антициклон

• Сибірський антициклон

• Південно-Атлантичний антициклон

• Південно-Індійський антициклон

• Южно-Тихоокеанський антициклон

 

 

Висновок

Вся система повітряних течій над земною кулею називається загальною циркуляцією атмосфери. Причиною руху повітря в атмосфері є різниця тиску над земною поверхнею, що обумовлено нерівномірністю розподілу сонячної радіації і неоднорідністю підстилаючої поверхні.

На Землі діють постійні вітри, що дують завжди в одному напрямі — від поясів високого тиску до поясів низького тиску.

Низький тиск над екватором пояснюється тим, що тут сильно нагріте легке повітря постійно піднімається вгору. У верхніх шарах тропосфери воно розтікається в напрямку полюсів, охолоджується і приблизно над ЗО" пн. ш. і пд. ш. починає опускатися. Тут виникають тропічні пояси високого тиску. Формуються постійні вітри, що дують від 30° пн. ш. до екватора (північна-схід ні пасати) і від 30 пд. ш. до екватора (південно— східні пасати).

У помірних широтах дують переважно західні вітри, їх утворення пояснюється тим, що від тропічних поясів високого тиску вітри спрямовані не тільки до екватора, але і до полюсів, оскільки біля 65 пн. ш. і пд. ш. знаходяться пояси низького тиску. Внаслідок обертання Землі ці вітри відхиляються від свого меридіонального напрямку вправо (у Північній півкулі) і вліво (у Південній півкулі). Так утворюється потужне західне перенесення.

Над обома полюсами Землі повітря холодне і важке. Тут формуються пояси високого тиску. Звідси вітри спрямовані до 65 пн. ш. і 65° пд. ш. Під впливом обертання Землі вони перетворюються на північно-східні (у Північній півкулі) і в південно-східні (у Південній півкулі) вітри,

Загальна схема руху повітряних мас ускладнюється і мусонною циркуляцією, найкраще вираженою на сході Євразії. На загальну циркуляцію атмосфери найбільше впливають циклони і антициклони. Вони можуть досягати в діаметрі декількох тисяч кілометрів.

На Землі існує і місцева циркуляція. Вона охоплює невеликі території. Серед місцевих вітрів найбільше відомі бризи, що виникають на узбережжі морів. Денний бриз віє з моря на суходол, нічний — навпаки.

Циклони й антициклони є замкнутими областями відповідно низького і високого тиску — своєрідними атмосферними вихорами висхідного і низхідного потоків повітря.

Циклон — великомасштабний атмосферний вихор зі зниженим тиском у центрі і висхідними потоками повітря. У Північній півкулі циклон має загальне обертання проти годинникової стрілки. Циклон помірних широт досягає в діаметрі 1000-3000 км. З циклоном пов'язані великі області хмар і опадів. Взимку з приходом циклону наступає потепління, влітку — зниження температури повітря.

Антициклон — область підвищеного атмосферного тиску з максимальним тиском у центрі і низхідними потоками повітря. Розтікаючись біля поверхні землі, повітря надає антициклону в Північній півкулі обертання за годинниковою стрілкою. Антициклони досягають у діаметрі тисяч кілометрів. Для антициклону характерні ясні погоди, відсутність хмарності й опадів. У центрі антициклону — штиль. Взимку з антициклоном у помірних широтах пов'язане різке зниження температури (унаслідок нічного вихолоджування земної поверхні). Влітку, навпаки, з антициклоном пов'язане підвищення температур (завдяки надходженню прямої сонячної радіації протягом довгого дня).

Атмосферний фронт — перехідна зона між двома повітряними масами з різними фізичними властивостями. Атмосферний фронт називається теплим, якщо тепле повітря наступає на холодне, витісняючи його. З теплим фронтом звичайно пов'язане потепління, висхідне ковзання теплого повітря по відступаючому холодному, утворення шарувато-дощових хмар з обложними опадами.

Холодний атмосферний фронт виникає у випадку, якщо холодне повітря витискує тепле. З холодним фронтом звичайно пов'язане похолодання, посилення вітру, збільшення прозорості повітря. Внаслідок підйому теплого повітря по клину холодного виникають купчасто-дощові хмари й опади — влітку зливового характеру, із грозами, градом.

 

 

 

 

 

 

 

Список літератури

1. Пальмен Э., Ньютон Ч., Циркуляція систем атмосфери, пер. с англ., Л., 1973;
2. Петерсен С., Анализ та прогноз погоди, пер. с англ., Л., 1961;
3. Хромов С. П., Основы синоптической метеорологии, Л., 1948;
4. Зверев А. С., Синоптична метеорология та основи циркуляції атмосфери, Л., 1968;
5. Погосян Х. П., Циклони, Л., 1976;
6. Бойко А.Н., Циркуляція вітрів, циклони та антициклони, Л., 2001.