Циклоны и антициклоны

Погодные системы действуют как кондиционеры, чтобы наша планета оставалась населенной.

Погодные системы — это круговые области вихревых потоков воздуха шириной от 150 до 4000 км. Их толщина сильно колеблется, достигая 12-15 км и располагаясь фактически по всей высоте тропосферы (самого близкого к Земле атмосферного слоя).

Толщина других, более мелких и быстро перемещающихся систем, не превышает 1-3 км. Для погодных систем характерны изменения атмосферного давления и различные ветры, дующие на них.

Основными погодными (барическими) системами являются циклоны и антициклоны. Антициклон — это область высокого атмосферного давления с нисходящими потоками воздуха. Циклон — это область низкого атмосферного давления с восходящими потоками воздуха. Поэтому для циклонов характерна облачная, дождливая погода.

Антициклон

Антициклон представляет собой область высокого атмосферного давления с замкнутыми на уровне моря концентрическими изобарами и соответствующим распределением ветра. В низком антициклоне — холодном, изобары остаются замкнутыми только в самых нижних слоях тропосферы (до 1.5 км), а в средней тропосфере повышенное давление вообще не обнаруживается; возможно также наличие над таким антициклоном высотного циклона.

Высокий антициклон горячий и содержит замкнутые изобары с антициклонической циркуляцией даже в верхней тропосфере. Иногда антициклон бывает многоцентровым. Воздух в антициклоне в северном полушарии движется, огибая центр по часовой стрелке (то есть отклоняясь от барического градиента вправо), в южном полушарии — против часовой стрелки. Для антициклона характерно преобладание ясной или частично пасмурной погоды. Вследствие охлаждения воздуха от земной поверхности в холодное время года и ночью в антициклоне возможно образование приземных инверсий и низких слоистых облаков (St) и туманов. Летом на суше возможна умеренная суточная конвекция с образованием куч. Конвекция с образованием кучевых облаков наблюдается и в пассатах на экваториальной периферии субтропических антициклонов. По мере стабилизации антициклона в низких широтах возникают мощные высокие и теплые субтропические антициклоны. Стабилизация антициклонов также происходит в средних и полярных широтах. Сильно неактивные антициклоны, которые нарушают общий перенос западных средних широт, называются блокираторами.

Синонимы: зона высокого давления, зона высокого давления, максимальное давление.

Антициклон — атмосферная масса, движение воздушного вихря с высоким давлением в центре, по часовой стрелке — в северном полушарии, против часовой стрелки — в южном. Отличительная черта антициклонов — строго определенное направление ветра. Ветер направлен от центра к периферии антициклона, то есть в сторону уменьшения давления воздуха. Еще одна составляющая ветров в антициклоне — это действие силы Кориолиса из-за вращения Земли. В Северном полушарии это приводит к повороту движущегося потока вправо. В Южном полушарии, соответственно, влево. Вот почему ветер в антициклонах северного полушария движется по часовой стрелке, а на юге — наоборот. Для циклонов характерно обратное направление ветров. В низком антициклоне, холодном, изобары остаются замкнутыми только в самых нижних километрах, а в средней тропосфере повышенное давление вообще не обнаруживается; возможно также наличие над таким антициклоном высотного циклона. Высокий антициклон горячий и содержит замкнутые изобары с антициклонической циркуляцией даже в верхней тропосфере. Иногда антициклон бывает многоцентровым.

3 стр., 1422 слов

Атмосфера земли и физические свойства воздуха

... шкале Кельвина определяется: T = 273K + t – 6,5H Давление воздуха. Атмосферное давление измеряется в Паскалях (Н/м2), в старой системе измерения в атмосферах ... разного вида. В нем содержится 80% массы всего атмосферного воздуха (хотя по объему она составляет всего около 1% ... зависит от температуры и, в меньшей степени, от давления воздуха. Кроме того атмосфера Земли (особенно нынешняя) содержит и ...

Антициклоны достигают размеров в несколько тысяч километров в диаметре. В центре антициклона давление обычно 1020 — 1030 мбар, но может достигать 1070 — 1080 мбар. Подобно циклонам, антициклоны движутся в направлении общего воздушного транспорта в тропосфере, то есть с запада на восток, отклоняясь в сторону низких широт. Средняя скорость перемещения антициклона составляет около 30 км/ч в Северном полушарии и около 40 км/ч в Южном, но нередко антициклон надолго принимает малоподвижное состояние.

Признаки антициклона:

Ясная или малооблачная погода

Отсутствие ветра

Отсутствие осадков

Устойчивый характер погоды (заметно не меняется во времени, пока существует антициклон)

В летний период антициклон приносит жаркую малооблачную погоду. Зимой антициклон приносит сильные морозы, иногда возможен даже ледяной туман.

Важной особенностью антициклонов является их образование на определенных участках. В частности, над ледовыми полями формируются антициклоны. И чем мощнее ледовый покров, тем сильнее выражен антициклон; именно поэтому антициклон над Антарктидой очень мощный, а над Гренландией маломощный, над Арктикой — средний по выраженности. Мощные антициклоны также развиваются в тропическом поясе.

Евразия — интересный пример резких изменений в формировании различных воздушных масс. Летом над его центральными районами образуется область низкого давления, куда втягивается воздух из соседних океанов. Это особенно заметно в Южной и Восточной Азии: бесконечная череда циклонов уносит теплый влажный воздух вглубь суши. Зимой ситуация резко меняется: над центром Евразии формируется область высокого давления — Азиатский максимум, холодные и сухие ветры из центра которого (Монголия, Тыва, Юг Сибири), расходящиеся по часовой стрелке, разносят холод вплоть до восточных окраин материка и вызывают ясную, морозную, практически бесснежную погоду на Дальнем Востоке, в Северном Китае. В западном направлении антициклоны влияют менее интенсивно. Резкие перепады температуры возможны только в том случае, если центр антициклона перемещается к западу от точки наблюдения, так как ветер меняет направление с юга на север. Подобные процессы часто наблюдаются на Восточно-Европейской равнине.

13 стр., 6296 слов

Общая циркуляция атмосферы. Развитие циклонов и антициклонов. ...

... возмущениями, как циклоны и антициклоны. В циклонах движение воздуха направлено против часовой стрелки, а в антициклоне - по часовой стрелке. ... причиной образования сезонных центров действия атмосферы Формирование над материками зон пониженного давления летом и повышенного ... ВМ в зависимости от стратификации подразделяются на устойчивые, неустойчивые и нейтральные. По географической классификации ...

Блокирующий антициклон — это мощный, практически неподвижный антициклон, обладающий способностью предотвращать попадание других воздушных масс на занимаемую им территорию. Средняя продолжительность такого антициклона составляет от трех до пяти дней, только 1% антициклонов длится до 15 дней. [1]

Однако в 1972 году и 2010 году антициклон в летнее время (на Европейской территории России) существовал в обоих случаях практически два месяца, вызвав катастрофическую засуху и сильнейшую жару, а также лесные пожары (как закономерное явление).

Циклон

Циклон, или барометрический минимум, барометрическую депрессию обычно называют зоной, значительно превышающей окружающую зону с низким давлением. Из центра, где давление будет наименьшим, последнее увеличивается во всех направлениях. Если вблизи такого центра провести линии равных давлений (изобары), то эти линии сомкнутыми овалами будут расходиться от центра во все стороны. Вызванные таким распределением давления воздушные потоки под влиянием центробежной силы от вращения земли вокруг оси и трения воздушных масс о земную поверхность будут приближаться к центру барометрического минимума, описывая спирали, закручивающиеся обратно часовой стрелке в северном и по часовой стрелке в южном полушарии. Различные части такого вихря будут отличаться и различною погодою. В подавляющем большинстве случаев изобары барометрического минимума оказываются вытянутыми овалами в направлении его поступательного движения. Если разделить вихрь на две половины большою осью, параллельною направлению его движения и проходящею чрез центр наименьшего давления; если провести затем чрез центр малую ось овала, перпендикулярную к первой, то область минимума разделится проведенными линиями на правую и левую относительно направления движения, переднюю и заднюю его половины, — на 4 квадранта.

Передняя половина минимума будет, каково бы ни было направление его движения, отличаться повышенною, по сравнению с окружающим районом, температурою, увеличенною облачностью с тяжелыми, плотными массами облаков, обложными, продолжительными осадками и усиливающимся до некоторого расстояния от центра ветром. Задняя половина минимума будет, напротив, отличаться постепенным, по мере удаления от центра, понижением температуры, уменьшением облачности с преобладанием разорванных форм облаков, ветром и осадками, переходящими из обложных в короткие шквалы и ливни, все реже и реже налетающие. Указанное отношение температур в обеих половинах относится к холодному времени года; в теплое же время оно будет обратным предыдущему. Поскольку барометрические минимумы обычно перемещаются от ESW к ESE в средних широтах северного полушария, левая половина к северу от их главной оси всегда будет холоднее, чем южная половина, с менее плотными облаками и менее сильными дождями. Наконец, при прохождении минимума севернее места наблюдения ветер в этом последнем будет менять свое направление в нашем полушарии по часовой стрелке; при прохождении центра к югу от места наблюдения он будет меняться обратно часовой стрелке.

В период антициклона или барометрического максимума погода в зоне вихря будет полностью отличаться от погоды циклона. Слабые ветры, раскручивающиеся по весьма пологим спиралям от центра высокого давления к периферии вихря в направлении часовой стрелки для северного полушария, в обратном для южного; малая облачность с сопровождающими ее большими амплитудами температурных колебаний, туманы и росы по ночам летом, сильные охлаждения, быстро переходящие в интенсивные морозы в зимнее время, — таковы типичные черты погоды в антициклонах. Наконец, если вспомнить очень высокую подвижность барометрических минимумов и относительно высокую стабильность максимумов, перечисленные характеристики дадут достаточно полную картину внешнего вида этих вихрей. Механизм возникновения подобных вихревых систем вполне удовлетворительно разъяснен теоретическими исследованиями Ферреля («Recents Advances in Meteorology» by W. Ferrel, 1886; Report Chief, Signal Officer, 1885, ч. II; «Popular Treatise on the Winds», Нью-Йорк, 1898), а также Гульдберга и Мона (Guldberg et Mohn, «Etudes sur les mouvements de l’atmosph и re». Христиания, I, 1876; II, 1880).

4 стр., 1690 слов

Процессы нагревания и охлаждения воздуха

... его часть расходуется на нагревание воздуха. Поэтому в периоды нагревания суши воздух на ней оказывается теплее, ... воздух находится в постоянном движении. Движение отдельных его небольших порций, объемов, вихрей имеет неупорядоченный, хаотический характер. Такое движение ... в мезоклиматическом режиме крупных городов и промышленных центров. По данным ежедневных (за 8 сроков) метеорологических ...

Представим себе, что вследствие возникшей каким бы то ни было образом разности давлений воздуха в двух соседних точках земной поверхности началось перемещение масс воздуха от места с более высоким давлением к месту с меньшим давлением. Так как всякое перемещение всегда будет стремиться к пути наименьшего сопротивления, а следовательно, при прочих равных условиях и наименьшей длины, то, если бы не было никаких возмущающих обстоятельств, движение направилось бы по прямой, соединяющей названные точки; проведя через взятые точки изобары, т. е. линии равных давлений, в силу того же мы получили бы всегда движение по нормали к изобаре, или по направлению наибольшего градиента. Вследствие действия центробежной силы, возникающей при суточном вращении земли около своей оси, всякое тело, переходя от одной точки земной поверхности к какой угодно другой, не может двигаться по прямой, соединяющей два рассматриваемых пункта, а непременно отклонится от своего первоначального направления вправо в северном полушарии, влево в южном. Сущность отклоняющего действия центробежной силы будет изменяться в соответствии с синусом широты места: она будет максимальной на полюсах, 0 на экваторе. Но, более того, пришедшие в движение воздушные массы будут продолжать испытывать трение как о поверхности, по которым они должны двигаться, так и об окружающих воздушных массах, которые неподвижны или движутся в других направлениях. Назовем через G величину градиента, т. е. силу, движущую рассматриваемую массу; это будет падение давления на единицу длины или, точнее,

G = (dp)/(dl).

Пусть далее будет щ — угловая скорость вращения точек земной поверхности в единицу времени, v — скорость ветра (т. е. длина, проходимая рассматриваемой массой воздуха в единицу времени), ц — широта данного пункта и с — радиус кривизны той траектории, по которой движется рассматриваемая масса воздуха. Тогда, при установившемся движении, движущая сила будет

G = 2 щ vsin ц ± (v2/ с ),

где знак + соответствует циклоническому, знак — антициклоническому движению. Первый член справа от написанного выражения — это сила отклонения вращения Земли вокруг оси, второй член — составляющая движения, зависящая от инерции движущейся массы. Письменное выражение возникает тогда, когда нет трения. Если ввести трение воздушных масс, то, кроме написанных выше величин, в уравнение движения масс воздуха войдут еще: коэффициент трения k и слагающая, зависящая от величины трения, заставляющая частицу воздуха отклониться от направления градиента (т. е. от нормали к изобаре) на угол б. Тогда:

20 стр., 9799 слов

Устройства очистки воздуха от загрязняющих веществ

... очистки воздуха от загрязняющих веществ, их принцип работы и эффективность очистки. 1 . Характеристика промышленной вентиляции вентиляция очистка воздух примесь фильтр В помещении все вредности (за исключением радиационного тепла) переносят воздухом, движение ... поверхностей оборудования воздух, соприкасаясь с ним, нагревается, его плотность становится меньше плотности окружающих масс воздуха и он ...

  • Gsin б = 2 щ vsin ц ± (v2/ с), Gcos б = kv;

и, наконец,

tang б = [2 щ vsin ц ± (v2/ с)]/[kv],

или для слабо искривленных траекторий, когда с — очень велико (т. е., главным образом, в антициклонах)

tang б = 2 щ sin ц /k.

Эти простые формулы дают полное выражение того, что происходит с воздушными массами в районе образовавшегося вихря; они показывают, что в тех случаях, где k очень мало, движение воздушных масс будет происходить по направлениям, близким к касательной изобары в данном пункте или почти перпендикулярно к направлению градиента. При постоянных k и ц угол б будет также величиною постоянною, и массы воздуха в установившемся вихревом движении будут двигаться по логарифмическим спиралям (см.), отличающимся именно указанным постоянством угла между касательною и радиусом кривизны. При изменении широты места угол b при прочих равных должен изменять свое значение, увеличиваясь от экватора к полюсу. Наконец, для слегка искривленных траекторий это не зависит от скорости ветра. Проверка этих теоретических выводов данными, полученными из наблюдений, в целом показывает, что последние достаточно хорошо совпадают с теоретическими. Но в результирующем вихревом движении, при котором воздушные массы будут двигаться по логарифмическим спиралям, приближаясь к центру вихря в случае циклона, удаляясь от центра во время антициклона, приходится иметь дело со следующим. По мере приближения к центру вихря область, занятая воздушными массами, будет сжиматься все больше и больше. Если скорость движения воздушных масс не увеличивается пропорционально уменьшению площади, занимаемой данной массой воздуха, то в циклоне все же должно происходить движение этих масс вверх. Наблюдения показывают, что скорость ветра с приближением к центру циклона, возрастает только до ? радиуса этого последнего, где она достигает максимума; с дальнейшим приближением к центру вихря скорость ветра снова уменьшается, а в центре даже падает до 0. С другой стороны, воздушные массы, ранее скопившиеся около центра вихря, вытесненные всеми новыми, текущими с периферии, должны найти выход. Следовательно, восходящее движение, усиливающееся по мере приближения к центру циклона, является необходимым следствием установившегося вихревого движения, которое, кроме того, достигает максимальной силы в центральной части вихря. Таким же точно образом, необходимо допустить нисходящее движение воздушных масс в антициклоне, являющееся прямым следствием увеличения занимаемой данною массою воздуха площади при удалении этих масс от центра вихря, с одной стороны, и заполнения образующегося при оттоке от центра разрежения, с другой. Эти восходящие и нисходящие потоки определяют все погодные характеристики в обоих типах вихрей. Подымаясь кверху и расширяясь вследствие уменьшения давления с высотой, массы воздуха будут охлаждаться по мере поднятия почти на 1°С на каждые 100 м высоты, пока воздух не насыщен содержащимися в нем водяными парами (см. Температура воздуха).

32 стр., 15808 слов

Машины механического типа с дополнительной подачей воздуха воздуходувкой

... на границе с жидкостью возникают вихри, отрывающие от полостей пузырьки воздуха, которые вместе с пульпой выбрасываются в камеру. Рис.1 Флотационная машина завода им. Кирова. 1 – ... приводится в движение от электродвигателя. Промежуточные продукты могут поступать в любую камеру самотеком через специально устанавливаемый для этой цели патрубок. Технические характеристики флотационных машин "Механобр" ...

Как только достигается насыщение водяным паром, снижение температуры с увеличением высоты уменьшается и будет тем ниже, чем выше начальная температура поднимающейся массы и тем ниже ее первоначальная эластичность. Отсюда — большая облачность в Ц., сопровождающаяся обильными осадками; отсюда же типичная ясная погода антициклона, в котором нисходящие массы воздуха, нагреваясь на 1° на каждые 100 м опускания, все больше и больше удаляются, по мере понижения, от точки насыщения. Добавьте к сказанному выше влияние распределения температуры в области, покрытой вихрем, и в прилегающих областях, и тогда станут ясны более подробные сведения о погоде в различных частях циклона.

В описанных основных процессах нагревания и охлаждения с изменением высоты, являющихся необходимым следствием возникшего вихревого движения, кроются в значительной мере и те причины, вследствие которых образовавшийся вихрь или приходит в более или менее быстрое поступательное движение, или является стационарным, оставаясь иногда в течение сравнительно продолжительного времени неизменным на одном и том же месте. Антициклонический вихрь, как только он возникает по какой-либо причине, уже несет в себе условия стационарности. — условия очень малых скоростей поступательного движения. Являясь чрезвычайно мало зависимым от местных влияний, поддерживаемый исключительно только массами воздуха, опускающимися из верхних слоев атмосферы, где температурные и другие условия являются весьма однородными на очень большом протяжении, антициклон уже этою независимостью от условий, существующих в нижних сдоях атмосферы, обречен на несравненно большую устойчивость, или стационарность, нежели вихрь циклонический. Слабость ветров и отсутствие в нем больших перепадов высот еще больше увеличивают его стационарность. Только в том случае, когда антициклон достигает большой высоты и, следовательно, своею верхнею частью войдет в верхние, имеющие определенное поступательное движение, слои атмосферы, вихрь будет перемещаться по земной поверхности, медленно увлекаемый этими верхними течениями. Так как общее движение на больших высотах в средних и высоких широтах направлено вообще от З к В, то и направление перемещения антициклона будет вообще то же, если только другие условия, в виде подобных же вихрей циклонического или антициклонического характера, не будут препятствовать этому. И тогда движение антициклона также может быть вызвано чисто механическим давлением других вихрей, образовавшихся в его окрестностях. Для Ц. направление их перемещения также до известной степени связано с движением атмосферы. Особенно характерным образом это влияние атмосферы на направление движения Ц. сказывается на тропических ураганах (см.), отличающихся от Ц. средних широт только своими размерами и более резко выраженным характером всех типических свойств этих вихрей. В общем, все циклонические водовороты имеют тенденцию перемещаться от экватора к полюсам, а антициклонические водовороты имеют тенденцию двигаться в обратном направлении. Возникая в узкой полосе между 6° с. ш. и тропиком и обнаруживая поступательное движение к северу, ураганы северного полушария движутся сначала от юго-востока к северо-западу, так как движение атмосферы в полосе между экватором и тропиком направлено именно от востока к западу; перейдя через тропик, ураганы резко меняют направление движения и от юго-запада движутся теперь уже к северо-востоку, опять следуя общему направлению движения атмосферы. Поэтому траектория их движения имеет форму параболы, выпуклой, обращенной на запад. Но, кроме этой общей причины, до известной степени определяющей общее направление движения Ц., на перемещение этих последних сильно влияют местные условия, — особенно температура и влажность в районе, окружающем образовавшийся вихрь, — влияют иногда настолько сильно, что под влиянием этих местных условий движущийся уже по определенному направлению Ц. нередко совершенно изменяет направление своего движения и описывает сложные и запутанные траектории, образуя в известных случаях даже ряд петель.

11 стр., 5362 слов

По физике «Влияние влажности воздуха и атмосферного давления ...

... человека и нарушает процесс теплообмена между человеческим организмом и окружающей средой. Большое значение имеет влажности воздуха, наряду с такими величинами, характеризующими состояние атмосферы, как давление, ... воздуха содержится водяной пар массой 8,3 умноженное на 0,001 кг. Зная абсолютную влажность воздуха, нельзя сказать, сухой это воздух ... больше скорости движения молекул и соответственно их ...

Всасывая и подымая вверх в своей центральной части огромное количество воздуха, который затем вверху растекается во все стороны, циклонический вихрь в своем поступательном движении, захватывая все новые и новые массы воздуха, должен быть уподоблен волне, перекатывающейся в воздухе с места на место. Но, если вихрь этот не связан с определенными массами воздуха, если, далее, массы эти, поднимаясь вверх и охлаждаясь по мере поднятия, будут отдавать здесь содержащиеся в них водяные пары, то, очевидно, вовсе не безразлично для всего дальнейшего хода процессов в этих охлаждающихся массах, каковы будут их начальная температура и влажность. Чем влажнее притекающий воздух, тем скорее достигнет он при подъеме насыщения водяными парами; а чем он теплее, тем больше отдаст он окружающим массам скрытой теплоты, выделяющейся при конденсации пара в жидкость. Представим себе теперь, что в районе, окружающем возникший центр низкого давления, температуры, а следовательно, и влажности, распределены достаточно неравномерно, так что в этом районе обрисовались даже достаточно резко выраженные области тепла и холода, и припомним, что к образовавшемуся центру вихря массы воздуха из этих областей неравномерной температуры и влажности будут двигаться по логарифмическим спиралям, закручивающимся в северном полушарии обратно часовой стрелке. В таком случае в одну часть вихря будут притекать массы воздуха из области тепла, уже в силу своей сравнительно высокой температуры богатые водяными парами; в другую, противоположную часть вихря, наоборот, потекут сравнительно холодные, а потому и бедные парами массы воздуха. Там, где течет теплый и влажный воздух, поднимаясь по мере приближения к центру вихря вверх, очевидно, что здесь присутствуют все условия, которые способствуют дальнейшему снижению атмосферного давления. Воздух высокой температуры, а следовательно, и менее плотный, чем окружающий, обилие водяных паров, уменьшающих упругость воздуха, скрытая теплота конденсации паров, замедляющая падение температуры вверх, — все это условия, вследствие которых давление здесь должно падать еще более, чем в момент возникновения вихря. Наоборот, холодные, а потому и более плотные массы воздуха, притекающие из области холода, бедные парами, почему и процесс конденсации может здесь начаться только на больших высотах и дать сравнительно небольшие количества конденсированной влаги, — все это условия, способствующие скорейшему повышенно и, следовательно, выравниванию пониженного здесь давления. По этим причинам циклон всегда имеет тенденцию двигаться, оставляя холодные зоны слева, тепловые зоны справа, примерно в направлении, параллельном направлению изотерм этой зоны. Механические воздействия движущихся воздушных масс также не остаются без влияния на движение циклона, хотя они играют второстепенную роль по отношению к влиянию температуры. Под влиянием этих влияний образующийся вихрь всегда стремится двигаться в направлении сильнейших ветров или перпендикулярно направлению самых больших градиентов и обычно огибает зоны высокого давления, двигаясь по часовой стрелке. Когда условия, вызывающие перемещение вихря, выражены слабо, циклон обнаруживает уже известную стационарность, передвигаясь очень медленно, и даже может в течение значительных промежутков времени оставаться на одном месте, что и наблюдается обыкновенно летом, когда температуры распределены значительно более правильно и равномерно по земной поверхности, нежели в холодное время года.

11 стр., 5310 слов

Средства для измерения основных технологических параметров (температура, ...

... виде. термометр давление уровнемер 1. Средства для измерения температуры В зависимости от принципа действия приборы для измерения температуры промышленные классифицируются по ГОСТ 13417 ... Основными видами средств измерений являются датчики, измерительные приборы, измерительные преобразователи и измерительные установки. Измерительным прибором (или просто прибором) называют средство измерений, ...

Исследования Ферреля, Гульдберга и Мона и ряда других ученых, выясняя процессы, совершающиеся в циклонических и антициклонических вихрях, рассматривают только уже возникший и установившийся круговорот масс воздуха, но не касаются того, откуда и каким образом могут возникнуть подобные вихревые системы. Вопрос об их происхождении не может считаться вполне решенным в настоящее время; существуют две главные теории. Согласно теории конвекции, появление циклонических или антициклонических вихрей является результатом первичного локального нагрева или охлаждения. При достаточной интенсивности каждого из этих процессов должны возникать мощные исходящие или нисходящие потоки, заставляющие окружающие воздушные массы двигаться по земной поверхности в сторону теплого центра или, наоборот, распространяться от холодного. Однако, если принять во внимание те массы воздуха, которые должны пройти через возникший таким образом циклонический вихрь, или те, которые растекутся от холодного центра, то нелегко понять, откуда же может взяться та огромная энергия, которая нужна на поддержание подобного движения днями и даже неделями или месяцами; само собою разумеется, что простое нагревание или охлаждение не в состоянии развить этот запас энергии. Поэтому другое видение — динамическая теория атмосферных вихрей — пытается найти другой источник этой колоссальной энергии и видит его именно в движении верхних слоев атмосферы. Если представить себе два соприкасающихся друг к другу потока, движущихся в различные стороны или с различными скоростями, то теория учит, — и опыт вполне подтверждает эти теоретические выводы, — что достаточно ничтожнейших причин, чтобы струи или нити одного потока вдались немного в массу другого. Одной из этих струй при благоприятных условиях достаточно, чтобы первым появился небольшой элементарный вихрь, который сразу же начнет засасывать окружающие массы за счет энергии потоков. Если возмущающая спокойное движение обоих потоков энергия достаточно велика и распределение скоростей и направлений в потоках этому благоприятствует, результатом такого процесса должно быть возникновение вихря, совершенно аналогичного тем циклоническим вихрям, которые описаны выше. Что касается до вихрей антициклонических, то возникновение их, по динамической теории, может явиться следствием ранее образовавшегося циклонического вихря: восходящий поток в одном месте непременно вызовет на своей периферии противоположное нисходящее движение, которое и может явиться в форме антициклона. Детальное изучение строения тех вихрей, которые мы наблюдаем вблизи земной поверхности, и распределение в них температуры по вертикали заставляет думать, что динамическая теория возникновения Ц. и антициклонов ближе соответствует действительности, нежели конвекционная.

35 стр., 17297 слов

Изменение частоты сердечных сокращений и артериального давления ...

... и задачи работы: Изучить возрастные особенности девушек среднего школьного возраста. 2. Изучить общие характеристика ЧСС и АД. Изучить виды нагрузок и типы реакции ССС. Провести эксперимент, и выявить изменения ЧСС и АД при работе максимальной, субмаксимальной, и умеренной мощности. ...

Большие тропические Ц., в которых давление в центре с лишком на 10 мм ниже, чем в окружающих местах, приурочены к определенным местностям и временам года. Они не встречаются в тропиках Атлантического океана и восточной части южной части Тихого океана. Главные области тропических Ц. следующие: 1) Антильские о-ва и Атлантический океан к В от них (всего лучше изучены).

Поворот на С средним числом около 29Ѕ ° с. ш. 2) Бенгальский залив и (гораздо реже) Аравийское море, т. е. северные заливы Индийского океана; в последнее время хорошо изучены; возникают обыкновенно близ Андаманских о-вов, т. е. в восточной части Бенгальского залива. 3) Тайфуны Филиппинских островов и Китайских морей; в последнее время хорошо изучены; поворот на С обыкновенно около 20° с. ш.; после поворота опустошают сев. Китай, Японию и южную часть Уссурийского края. 4) Юго-западная часть Индийского океана, около Маскаренских островов; поворот на Ю около 20° ю. ш. 5) Юго-западный тропический Тихий океан, между Австралией и о-вом Паумоту; поворот на Ю около 20° ю. ш. Ц. тропические всего чаще в конце лета и начале осени данного полушария (июль — окт. в сев., янв. — апр. в южн., только Ц. Бенгальского зал. бывают часто в мае и июне).

Зимой тропические Ц. очень редки, в большинстве случаев их совсем не бывает. Самое низкое давление, наблюдавшееся на земном шаре при тропическом циклоне на восточном берегу Индии в сентябре 1885 г., 687,8. На следующий день давление (на материке) было всего 740, через два дня циклон исчез, хотя горы, через которые перешел Ц., не выше 1200 м. Это указывает на малые вертикальные размеры тропических Ц. Глубокие тропические Ц., вместе с тем, — явление морское; лишь острова и берега материков опустошаются ими; внутрь материков они не проникают и там не возникают. На материках тропического пояса в дождливое время бывают небольшие Ц., давление в центре лишь на 5 мм и менее ниже, чем в окружающих местах; градиенты малы; сопровождаются сильными дождями; изучены только в Индии. Горизонтальные размеры Ц. средних широт гораздо больше, чем тропических, и так как они здесь достаточны часты, то огромное пространство средних широт постоянно бывает в области циклонической деятельности, между тем как в тропиках и по редкости Ц., и по незначительным размерам их, они — исключение, очень мало влияющее на средние величины метеор. элементов. Большие Ц., с низким давлением в центре, бывают всего чаще в северном полушарии на сев. Атлантическом и сев. Тихом океанах, Северо-Американском материке между 35 — 50° с. ш. к В от Скалистых гор, в сев. и зап. Европе с омывающими ее морями. Они чаще на теплых водах (Гольфстрим), чем на других частях океана; чаще поздней осенью и зимой, чем в другие времена года. И на материках есть пути, чаще других посещаемые Ц., напр., вдоль сев.-американских озер, р. Св. Лаврентия; в Новой Шотландии их бывает 38 в год. Вертикальные размеры Ц. средних широт больше, чем тропических; они переходят через горы, но высокие горы все-таки задерживают их движение; в Европе Ц. всего реже близ Альп. Средняя скорость движения центров Ц. в Соедин. Штатах в год 41,8, дек. 52,8, июнь 33,8 км в сутки; на сев. Атлантический океан и Европа в среднем составляют от 27 до 34 км в год, и зимой значительно больше, чем летом. Летом большие глубокие Ц. реже, особенно в Европе к Ю от 50° с. ш., но довольно часты Ц. меньших размеров, с менее глубоким давлением в центре, сопровождаемые грозами. Всего реже в средних широтах Ц. в холодные месяцы года внутри восточной Сибири и в центральной Азии. Это район почти постоянного зимнего азиатского антициклона, низких температур и ясной погоды. Самое низкое давление в центре Ц. средних и высоких широт: Вардё, сев. Норвегия февраль 1891 г. 692,8, в южн. Шотландии в янв. 1884 г. 694, в Рейкьявике в Исландии в феврале 1824 г. 692,0. В России лишь к С от 59° с. ш. наблюдали давление ниже 720, к Ю от 55° не ниже 725, к 10 от 48° с. ш. не ниже 735. Самое высокое давление в центре антициклона наблюдалось в Барнауле Тобольской губ., в январе 1900 г., 803,7. В Европейской России несколько раз уже наблюдали 797 (напр., в Петербурге в январе 1869 г., на средней Волге в декабре 1877 г. и январе 1900 г.; давление везде приведено к уровню моря и тяжести 45°).

Заключение

циклон давление воздух теплообмен

Циклоны и антициклоны являются основным механизмом межширотного теплообмена. Если бы не было такого теплообмена между низкими и высокими широтами, то на экваторе и в тропиках температура воздуха была бы на 10-20 ° C выше, а в умеренных широтах ниже, чем реально наблюдаемая. Именно циклоны и антициклоны обеспечивают перенос тёплых и влажных воздушных масс воздуха с юга на север, а холодных и сухих — с севера на юг.