Лекция № 10 Циклоны, антициклоны и погода в них.

УДК 551.46+551.5(075.3) Кузнецов Ю.М. к.т.н., доцент

кафедры „Судовождения”

План

1. Общие сведения о циклонах, их возникновение и эволюция.

2. Погода в циклонах и барических ложбинах.

3. Изменение метеоэлементов при прохождении циклона.

4. Общие сведения об антициклонах, их возникновение и перемещение.

5. Погода в антициклонах.

1. Общие сведения о циклонах, их возникновение и эволюция.

Циклон – это замкнутая область низкого давления с движением воздуха против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой – в южном. На картах погоды он выглядит в виде замкнутой системы изобар с наименьшим давленим в центре. Для циклонов характерны большие барические градиенты и большие скорости ветра. В глыбоких циклонах вблизи центра скорось ветра может достигать 60 – 70 м/с. В ценре таких циклонов градиент давления и скорость равны нулю, а в облаках наблюдается просвет – „глаз бури”.

Давление в центре циклона умеренных широт обычно колеблется от 990 до 1005 мб, но может понижатся до 930 мб. (циклон с давлением в центре 973 мб, прошедший над Черным морем с юга 10 – 11 ноября 2007г. вызвал ураганный ветер на Черном и Азовском морях и побережье, что привело к крушению 12 суден, два из которых с мазутом и серой затонули в Керченском проливе, вызвав экологическую катастрофу).

Горизонтальные размеры циклонов умеренных и високих широт (внетропические циклоны) обычно составляет 1000 – 2000 км. По вертикали вихрь захватывает воздушные массы до 3 – 5км в начальной стадии и 9 – 12км в развитой стадии.

Под влиянием трения траектории частиц воздуха имеют вид спиралей, которые сходятся к центру. Втекающий в циклон воздух у поверхности Земли поднимается вверх охлаждается, водяной пар конденсируется, образуются облака и выпадают осадки. Поэтому для центральной части циклона характерна пасмурная погода с осадками.

В атмосфере непрерывно происходит образование, развитие и затухание циклонов. Продолжительность их жизни составляет от нескольких часов до нескольких суток.

В зависимости от особеностей возникновения, развития и географического района различают внетропические и тропические циклоны. Внетропические циклоны делятся на фронтальные и нефронтальные.

Нефронтальные циклоны связаны как с неравномерным нагреванием подстилающей поверхности (термические циклоны) так и с появлением месного очага падения давления (местные циклоны). Термические циклоны часто возникают зимой над Черным морем – теплый водоем и холодный окружающий континент.

На схеме процесса развития фронтального циклона (Рис.1 а,б,в) показано как под действием неравномерного изменения давления на малоподвижном фронте (Рис.1 а) воздушные массы изменили свое направление, приобретя циклоническую циркуляцию – образовалась волна, которая при налички больших горизонтальних градиентов темппературы и падения давления перешла в волновой циклон с замкнутыми изобарами.

Циклоны у поверхности Земли возникают, в основном, на холодних и малоподвижных фронтах и вблизи фронта окклюзии затухающих циклонов.

При этом различают несколько стадий развития циклонов:

а) Стадия волны. Образование волны связано с появленим теплого и холодного его участков (рис.1 в)

Рис.1 Схема прцесса развития Рис.2 Стадии циклона

фронтального циклона. а – молодого,

а – малоподвижный фронт, б – оккдюдированного.

б – волновой изгиб,

в – волновой циклон.

У поверхности Земли циклон оформлен, одной изобарой (Рис.1 в)

б) Стадия молодого циклона (рис.2 а)

В результате затока холодных масс воздуха в тылу циклона и выноса тепла в его передней части происходит дальнейший волнообразующий изгиб фронта и падение давления в центре циклона. На карте погоды у Земли и на картах БТ (АТ₇₀₀) циклон оформлен уже несколькими замкнутыми изобарами.

В этой стадии теплый и холодный фронты сближены, хорошо выражен теплый сектор.

в) Стадия окклюдированного циклона (рис.2 б)

В этой стадии циклон достигает своего наибольшего развития, а затем начинает заполнятся. Холодный фронт, двигаясь быстрее теплого, вытесняет теплый воздух. Происходит смыкание холодного и теплого фронтов, т.е. процесс окклюдирования. На картах погоды у Земли циклон очерчивается наибольшим числом замкнутых изобар, которые прослеживаются уже и на высотах 3 – 5км. Ось циклона наклонена к северо – западу, западу.

а) Стадия заполнения циклона.

В результате затраты кинетической энергии в области циклона на преодоление трения происходит заполнение и затухание циклона. Этот процесс начинается сначала у Земли, затем и на высотах.

Постепенно холодные массы занимают всю центральную часть циклона, его ось становится почти вертикальной.

В ряде случаев затухающий циклон возрождается – происходит его регенерация – давление падает, погода резко меняется: образуются облачные системы, усиливается ветер, увеличивается интенсивность осадков, ухудшается видимость, увеличивается скорость движения циклона.

С момента возникновения циклоны перемещаются по направлению воздушных потоков в средней тропосфере ( в слое 3 – 5км). Так как общий перенос воздуха в тропосфере происходит с запада на восток, то и циклон в большинстве случаев смещается в этом направлении, в дальнейшем они отклоняются на северо – восток.

В стадии молодого циклона его перемещение происходит паралельно изобарам теплого сектора. Скорость движения циклона зависит от скорости ведущего потока в средней тропосфере и составляет в среднем 30 – 40км/ч в северном полушарии и 42 – 45км/ч – в южном.