Κυκλώνες, αντικυκλώνες, τυφώνες, τυφώνες, ανεμοστρόβιλοι, ανεμοστρόβιλοι - αυτά τα φαινόμενα προκαλούνται από κινήσεις δίνης στην ατμόσφαιρα, που συνοδεύονται από βροχόπτωση (μεγαλύτερη ή μικρότερη). Εξετάστε τα χαρακτηριστικά και τις συνθήκες για την εμφάνιση αυτού του στοιχείου.
Κίνηση των μαζών αέρα στην ατμόσφαιρα
Στην ατμόσφαιρα του πλανήτη μας υπάρχει συνεχής κυκλοφορία αέριων μαζών με μεταφορά ενέργειας και υλικών συστατικών. Κίνηση σε εξέλιξη:
- από βορρά προς νότο και προς την αντίθετη κατεύθυνση (μεσημβρινό);
- από δυτικά προς ανατολικά και προς την αντίθετη κατεύθυνση (πλάτος).
Στην τροπόσφαιρα, εκτός από τις μεσημβρινές και γεωγραφικές μεταφορές αέριων μαζών, υπάρχουν δίνες κινήσεις της ατμόσφαιρας, που συνοδεύονται από βροχόπτωση - κυκλώνες και αντικυκλώνες.
Αυτά τα φαινόμενα προκαλούν αλλαγές στις κλιματικές συνθήκες σε όλες τις περιοχές του πλανήτη.
Στα κατώτερα στρώματα της τροπόσφαιρας, στην τροπική ζώνη, οι αέριες μάζες θερμαίνονται αρκετά έντονα. Ταυτόχρονα, οι αέριες μάζες γεμίζουν με υγρασία (ειδικά πάνω από τους ωκεανούς). Ο ζεστός αέρας ανεβαίνειμέχρι ύψος 1000-1200 μέτρων, όπου αρχίζει να ψύχεται με τον επακόλουθο σχηματισμό νεφών. Στη θέση των ανυψωμένων θερμών μαζών, έρχονται ψυχρές βόρειες μάζες (στο βόρειο ημισφαίριο). Οι θερμές αέριες μάζες συλλαμβάνονται από τη δύναμη Coriolis που προκαλείται από την περιστροφή της Γης. Αρχίζουν να κινούνται όχι μόνο προς τα πάνω, αλλά και οριζόντια, ενώ αποκλίνουν από μια ευθύγραμμη κατεύθυνση - στο βόρειο ημισφαίριο προς τα βορειοανατολικά. Οι ψυχρές μάζες πηγαίνουν προς τα νοτιοδυτικά (στο νότιο ημισφαίριο, οι αέριες μάζες κινούνται ακριβώς στην αντίθετη κατεύθυνση). Έτσι σχηματίζονται οι εμπορικοί άνεμοι.
Η υδάτινη επιφάνεια του ωκεανού, που έχει θερμανθεί μέχρι το τέλος του καλοκαιριού και τις αρχές του φθινοπώρου, δίνει την ευκαιρία για το σχηματισμό άλλων μαζών αέρα γεμάτες υγρασία - μουσώνες. Η κατεύθυνσή τους είναι αυστηρά αντίθετη από τους εμπορικούς ανέμους.
Η θερμική ισορροπία του πλανήτη διατηρείται λόγω της παγκόσμιας διαπλάτης μεταφοράς: θερμότητα από τροπικά γεωγραφικά πλάτη σε μεγάλα γεωγραφικά πλάτη, κρύο από υποπολικά (υψηλά) γεωγραφικά πλάτη στους τροπικούς.
Η κυκλωνική δραστηριότητα της ατμόσφαιρας βασίζεται στη σύνδεση της τροπικής κυκλοφορίας με τη δίνη δραστηριότητα των μαζών αέρα σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη.
Κυκλογένεση
Αυτός ο όρος αναφέρεται στον σχηματισμό, την ανάπτυξη ή την κατάρρευση της κίνησης στροβιλισμού της ατμόσφαιρας, συνοδευόμενη από βροχόπτωση. Δηλαδή, οποιοσδήποτε κυκλώνας - μια δίνη με χαμηλή πίεση μέσα. «Στα έγκατα» των κυκλώνων του βορείου ημισφαιρίου άνεμοι πνέουν αριστερόστροφα. Η κάτω περιοχή του κυκλώνα χαρακτηρίζεται από την απόκλιση του ανέμου προς το κέντρο του.
Η σύγχρονη μετεωρολογία χωρίζει τις κυκλωνικές δίνες σε δύο τύπους: ανάλογα με τη θέση τουςπροέλευση και επακόλουθη δραστηριότητα - τροπικές και εξωτροπικές (εύκρατες κυκλώνες).
Τα πρώτα σχηματίζονται στους τροπικούς, με ανάπτυξη φτάνουν σε μέγεθος έως και χίλια χιλιόμετρα (πολύ σπάνια περισσότερα). Το δεύτερο είναι η κίνηση στροβιλισμού της ατμόσφαιρας στη ζώνη των εύκρατων και υποπολικών γεωγραφικών πλάτη. Οι εξωτροπικοί κυκλώνες φτάνουν σε τεράστια (έως και αρκετές χιλιάδες χιλιόμετρα) μεγέθη.
Η ταχύτητα της δινοκίνητης κίνησης του αέρα στους τροπικούς κυκλώνες είναι τεράστια, μπορεί να φτάσει σε τιμές καταιγίδας. Αυτές οι δίνες μπορούν να γίνουν εξωτροπικές καθώς κινούνται.
Συνθήκες απαραίτητες για το σχηματισμό μιας τροπικής δίνης
Για να σχηματιστεί μια τροπική δίνη, είναι απαραίτητο ο περιβάλλοντα αέρας να είναι κορεσμένος με υγρασία (αυτό δίνει έναν παράγοντα αστάθειας). Το νερό στον ωκεανό θερμαίνεται σε βάθος πενήντα μέτρων, σε θερμοκρασία μεγαλύτερη από είκοσι έξι βαθμούς Κελσίου. Όταν οι ατμοί συμπυκνώνονται στα κατώτερα στρώματα της τροπόσφαιρας, ο αέρας πρέπει να κρυώσει πολύ γρήγορα (αυτή είναι η κύρια πηγή ενέργειας του κυκλώνα).
Τυφώνες και τυφώνες - τροπικοί κυκλώνες
Στην Άπω Ανατολή και στις χώρες της Νοτιοανατολικής Ασίας, οι τροπικές δίνες της ατμόσφαιρας που συνοδεύονται από βροχόπτωση ονομάζονται τυφώνες. Στις χώρες της Βόρειας και Νότιας Αμερικής - τυφώνες (μεταξύ των Ινδιάνων των Μάγια, ο θεός του ανέμου είναι ο Hurakan). Εάν η ταχύτητα μιας καταιγίδας κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας υπερβαίνει τα εκατόν δεκαεπτά χιλιόμετρα την ώρα, τότε πρόκειται ήδη για τυφώνα.
Τροπικοί κυκλώνες φέρνουν έντονες βροχές. Στη θάλασσα, κατά τη διάρκεια ενός τυφώνα και ενός τυφώνα, αναδύονται τεράστια κύματα. Αλλά αποδυναμώνονται με το να πέφτουν κάτωαιολική δράση στην ξηρά. Οι βροχοπτώσεις που προκαλούνται από τροπικούς κυκλώνες πέφτουν στην ενδοχώρα σε αποστάσεις έως και σαράντα χιλιομέτρων. Αυτό είναι πολύ σημαντικό για τον μετριασμό του ξηρού κλίματος των ηπείρων.
Οι ίδιοι οι κυκλώνες μεταφέρουν ενεργειακά αποθέματα από το ένα μέρος του πλανήτη σε ένα άλλο, από τους τροπικούς έως τις εύκρατες ζώνες. Αυτό είναι σημαντικό για τις παγκόσμιες κυκλωνικές διεργασίες στην ατμόσφαιρα, επειδή οδηγεί σε σύγκλιση των θερμοκρασιών στον πλανήτη, ισοπεδώνοντας το κλίμα και καθιστώντας το πιο ήπιο.
Εξωτροπικοί κυκλώνες και αντικυκλώνες
Οι τεράστιες σε μέγεθος (αρκετές χιλιάδες χιλιόμετρα) δινικές κινήσεις της ατμόσφαιρας, που συνοδεύονται από βροχόπτωση και συμβαίνουν σε εύκρατες και υποπολικές ζώνες, ονομάζονται εξωτροπικοί κυκλώνες και αντικυκλώνες. Οι δίνες των ανέμων στους βόρειους κυκλώνες περιστρέφονται προς την ίδια κατεύθυνση με τους βόρειους τυφώνες.
Με την έλευση ενός τέτοιου τυφώνα, επικρατεί κακός καιρός, αλλά ο αντικυκλώνας φέρνει μια καθαρή και ηλιόλουστη μέρα.
Εμφάνιση κυκλώνων εύκρατων γεωγραφικών πλάτη
Για να αναπαραστήσουμε τον μηχανισμό εμφάνισης αυτών των σχηματισμών, είναι απαραίτητο να λειτουργήσουμε με την έννοια του ατμοσφαιρικού μετώπου. Στην πρώτη προσέγγιση, αυτό είναι απλώς ένα όριο που χωρίζει δύο διαφορετικές μάζες αέρα.
Στην πραγματικότητα, αυτή είναι μια ζώνη πολλών δεκάδων χιλιομέτρων, με κλίση υπό γωνία μίας μοίρας. Στην περίπτωση ενός θερμού μετώπου, η κλίση του βρίσκεται στην κατεύθυνση της κίνησης (όπως λες, καλύπτει την ψυχρή μάζα από πάνω). Όταν κρυώνει - αντίθετα, στην αντίθετη πλευρά της κίνησης. Η εξίσωση κίνησης της ατμόσφαιρας εκφράζεται μέσω του τύπου του Max Margules(Αυστραλός μετεωρολόγος).
Η αλληλεπίδραση θερμού και ψυχρού μετώπου οδηγεί στο σχηματισμό μιας κυκλωνικής δίνης. Με μια τέτοια σύνδεση, μέρος του θερμού μετώπου εισάγεται στην ψυχρή μάζα με τη μορφή μιας επιμήκους "γλώσσας". Ταυτόχρονα, ο θερμός αέρας ανεβαίνει ως ελαφρύτερος αέρας.
Κατά τη διάρκεια αυτής της αλληλεπίδρασης, συμβαίνουν δύο διεργασίες, που οδηγούν σε μια κυκλωνική δίνη. Μόρια ατμού (νερό), που ανεβαίνουν, αρχίζουν να περιστρέφονται: επηρεάζονται από το μαγνητικό πεδίο της Γης. Εμπλέκουν σε αυτή την περιστροφική κίνηση όλο τον περιβάλλοντα αέρα. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται μια τεράστια δίνη από αυτήν και μόρια νερού.
Στην κορυφή, οι αέριες μάζες ψύχονται. Σε αυτή την περίπτωση, οι υδρατμοί συμπυκνώνονται, οι οποίοι μετατρέπονται σε σύννεφα (αυτά είναι η επακόλουθη βροχή, χαλάζι, χιόνι). Ένας τέτοιος καιρός με κακές καιρικές συνθήκες μπορεί να παραμείνει για αρκετές ημέρες ή και εβδομάδες. Αυτό θα εξαρτηθεί από τη «μακροζωία» του κυκλώνα: όσο μεγαλύτερη είναι η παροχή ζεστού αέρα, τόσο περισσότερο υπάρχει ο κυκλώνας.
Εμφάνιση αντικυκλώνων
Η εμφάνιση αυτής της δίνης οφείλεται στο χαμήλωμα των ατμοσφαιρικών μαζών όταν θερμαίνονται με τις γύρω μάζες, χωρίς ανταλλαγή θερμότητας. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, η υγρασία στο εσωτερικό πέφτει, και αυτό συνεπάγεται την εξάτμιση των ήδη υπαρχόντων νεφών. Υπό την επίδραση του μαγνητικού πεδίου της Γης, τα μόρια του νερού αρχίζουν να περιστρέφονται - στους βόρειους αντικυκλώνες - δεξιόστροφα. Ο σταθερός καιρός σε αυτήν τη διαδικασία μπορεί να διαρκέσει έως και τρεις εβδομάδες.
