Vjetar ili vjetar. Svijet atmosferskih fenomena

Uzroci vjetrova i oluja

Glavni faktor u kretanju zračnih masa je neravnomjerno zagrijavanje različitih područja rotirajuće Zemlje. Najviše se zagrijavaju regije niskih geografskih širina, polarne regije su hladnjaci. Zone grijanja zraka su centri njegovog uspona, preovlađuju niski atmosferski tlak, a područja hlađenja su dominantna. visok krvni pritisak i spuštanje vazduha. Prema ovoj pojednostavljenoj shemi, vjetrovi bi morali da duvaju od polova do ekvatora - od područja visokog pritiska sa hladnim i gustim vazduhom do područja niskog pritiska. Zaista, u anticikloni - ogromnim područjima visokog pritiska - širi se vazduh u blizini površine zemlje, a u ciklonima - područja nizak pritisak- uočava se konvergencija vjetrova. Međutim, stvarna slika je mnogo složenija; opća shema zračnih struja na planeti sastoji se od složenih procesa koji međusobno djeluju.

Na sva pokretna tijela djeluje inercijalna sila Zemljine rotacije – Coriolisova sila. Usmjeren je okomito na zemljine ose, a njegova horizontalna komponenta (okomita na vjetar) ima tendenciju da odbije tijela koja se kreću od njihove putanje: na sjevernoj hemisferi - udesno, na južnoj - ulijevo. Stoga se, na primjer, na sjevernoj hemisferi desna tračnica na dvokolosiječnim prugama troši brže od lijeve, a desne obale rijeka su strmije od lijeve. Coriolisova sila je mala, ali njeno djelovanje je neizbježno i konstantno.

Kao rezultat djelovanja dviju sila - baričkog gradijenta i Coriolisove - u slobodnoj atmosferi (iznad 1-2 km), horizontalno kretanje se ne događa u smjeru baričkog gradijenta (smanjenje tlaka), već odstupajući od njega na pravi ugao, duž izobara - linija jednakog atmosferskog pritiska. Takav vjetar naziva se geostrofijski („ravnoteža“). Sila koja narušava ovu ravnotežu je trenje vazdušnih struja o zemljinu površinu, što je posebno značajno na neravnom terenu. U planinama se dodaje i efekat gravitacionog strujanja vazduha kroz klisure i kanjone. A u vrtlozima se očituje djelovanje centrifugalnog ubrzanja, što je značajnije, što je manji promjer vrtloga i veći je kvadrat brzine vjetra.

U površinskom sloju atmosfere, u takozvanom sloju trenja (1-2 km), uvijek se detektuje efekat trenja, pa vjetrovi odstupaju od izobara, prelazeći ih tako da nastaje konvergentni spiralni vrtlog u ciklon (na sjevernoj hemisferi - u smjeru suprotnom od kazaljke na satu), au anticikloni - divergentni vrtlog (u smjeru kazaljke na satu). Ova empirijska činjenica naziva se Bays-Baloov zakon. Kaže da ako pogledate u pravcu vjetra, tada će najmanji pritisak biti lijevo i nešto naprijed. Samo iznad sloja trenja stalni vjetar duva duž izobara. Međutim, i ovdje se to opaža sve dok barični gradijent ostaje nepromijenjen i sve sile koje se primjenjuju na pokretni volumen zraka međusobno su uravnotežene. Ali evolucija baričkog polja (povećanje ili smanjenje pritiska iz dinamičkih ili termičkih razloga) dovodi do promene baričkog gradijenta, do pojave ubrzanja i odstupanja vetra od izobara. Istovremeno se mijenjaju i druge vremenske karakteristike.

Pretpostavka geostrofnog vjetra ne vrijedi za vjetrove u blizini centara ciklona i anticiklona. U ciklonskim vrtlozima malih razmjera, prečnika manjeg od 500-900 km, u zoni jakih vjetrova, uloga centrifugalnog ubrzanja je vrlo velika. Takav vjetar je nazvan ciklostrofičnim. Upravo su vrtlozi malih razmjera najsloženiji i najdinamičniji element atmosferske strukture. Uz njegovu važnost za razumijevanje prirode olujnog vjetra, primjećujemo i teškoću proučavanja malih vrtloga.

Klasifikacija vjetra

Početkom prošlog stoljeća, admiral Francis Beaufort predložio je ljestvicu jačine vjetra u tačkama na osnovu morskih valova uzrokovanih vjetrom i sposobnosti pokretanja jedrenjaka. Kasnije je skala dopunjena procenom uticaja vetra na kopnene objekte i usvojena je 1874. od strane Međunarodnog komiteta za opštu upotrebu. 1946. ponovo je revidiran. Prema njoj, nula je mir; 8 bodova - oluja, vrlo jak vjetar brzine 20 m/s, u kojem je otežano svako kretanje protiv vjetra; 12 bodova - uragan sa brzinom većom od 29-33 m / s. Genetska klasifikacija vjetrova razlikuje tri klase vjetrova, ovisno o odnosu sila koje se primjenjuju na zapreminu zraka u pokretu (navedeno gore). Poznata je klasifikacija vjetrova prema veličini područja koje oni pokrivaju.

Najjednostavnija podjela vjetrova razlikuje sisteme vjetra u dvije glavne klase: pravolinijski tokovi velikih razmjera i vrtložni koji ih ometaju. Najvažniji faktor je zakrivljenost strujanja u sistemu ciklona i anticiklona.

U atmosferi istovremeno radi širok spektar vjetrosistema različitih razmjera. U zavisnosti od prostorne snage sistema vetra, niskog pritiska u centru vrtloga, grupišu se u takve sisteme vetra.

1. Vrtlozi (uključujući niske, prašnjave, pješčane) manje od 110-100 m u prečniku, slični malim tornadima, ali nisu povezani s oblakom. 2. Tornada (tornada, krvni ugrušci), uključujući tornada od pijeska i vode; prečnik im je metara ili desetine metara ili više, visina 1-2 km, do oblaka. 3. Munjevi, vrtlozi rotora, lokalne oluje prečnika od nekoliko do stotina metara. Često istovremeno pokrivaju prostore veličine desetina, ponekad i stotina kilometara. 4. Tropski cikloni (simetrični u razvijenoj fazi) do nekoliko stotina kilometara u prečniku; njihova karakteristična visina je više od 10 km.
2. Ekstratropski cikloni (termički i kinematički asimetrični) promjera više stotina kilometara, ponekad se protežu do tropopauze.
3. Cirkumpolarni vrtlozi koji pokrivaju cijelu troposferu i donju stratosferu.

Zanimaju nas prva tri tipa vjetrosistema. Budući da nisu povezani s oblacima, razmotrimo koje mjesto oblaci škve i tornada zauzimaju među svim oblačnim raznolikostima.

Oblačni sistemi, atmosferski frontovi

U zavisnosti od visine baze razlikuju se oblaci gornjeg sloja (cirus, koji se sastoji od kristala leda, koji se nalazi iznad 6 km); oblaci srednjeg sloja (altostratus i altokumulus sa osnovnom visinom od 2-6 km); oblaci niskog nivoa (sa visinom osnove ispod 2 km, obično kapljično-tečni) i oblaci vertikalnog razvoja (čije su osnove na nivou oblaka niskog nivoa, a vrhovi se uzdižu iznad 6 km). Oblici oblaka su povezani sa mehanizmom njihovog nastanka. Kretanje zraka duž nagnute ravni preko hladnijeg sloja dovodi do stvaranja cirusnih, cirostratusnih i nimbostratusnih oblaka. U njima vjetrovi mogu biti jaki, udari. Valovita kretanja u određenom sloju su uključena u nastanak cirokumulusa i altokumulusa te u evoluciju nimbostratusnih oblaka. Neki oblici altokumulusa pojavljuju se prije pojave oluja, posebno u planinama. Oblaci vertikalnog razvoja - konvektivni - nastaju kao rezultat podizanja toplog i vlažnog zraka. To su kumulus (Cu), moćni kumulus (cumulus congestus, Si cong) i kumulonimbus (cumulonimbus, Cb) oblaci. Potonji se ponekad nazivaju škvalom, grmljavinom, gradom, tornadom itd.

Najmoćniji oblačni sistemi velikog obima nastaju na atmosferskim frontovima - granicama podjele zračnih masa uključenih u ciklonsku rotaciju. Vešni oblaci su uglavnom frontalni. Ne više od 5-10% svih oluja povezano je sa oblacima koji se razvijaju unutar vazdušnih masa. Postoje atmosferski frontovi topli, hladni i frontovi okluzije; potonji nastaju tokom interakcije toplog i hladnog fronta.

Topli front je deo između toplog i hladnog vazduha kada se topli vazduh kreće brže od hladnog vazduha. Puzeći po sloju hladnog vazduha, mase toplog vazduha se šire dok se dižu, troše energiju na rad ekspanzije i hlade. Vodena para u njima dostiže zasićenje, formira se kontinuirani slojeviti sistem oblaka toplog fronta sa obilnim padavinama u zoni širine 300-400 km ispred fronta. Naravno, u svakom konkretnom slučaju proces se odvija na svoj način, zamućenost nije nužno kontinuirana, može biti višeslojna itd.

Hladni front je naziv za talas hladnog vazduha koji se kreće ka toplijem vazduhu. Postoje hladni frontovi prve i druge vrste. Prvi su sporo pokretni oblačni sistemi uglavnom altostratusnih i nimbostratusnih oblaka, sličnih po strukturi toplim prednjim oblacima. Klin hladnog zraka, takoreći, polako se uvlači ispod tople zračne mase, koja teče po njemu, formirajući širok sistem frontalnih oblaka sa obilnim padavinama. Prije takvog fronta može se pojaviti i Cb.

Hladni front druge vrste je aktivniji, to je brzo kretanje (ili ubrzanje) snopa kumulonimbusnih oblaka (Cb) ispred ili na frontu, sa kišom, jakim padavinama i grmljavinom. Iza fronta dolazi čišćenje i hlađenje. Potonuće hladnog vazduha u zoni pljuska u zaleđu snažnih oblaka i podizanje toplog i vlažnog vazduha u njihovom prednjem delu pogoduju razvoju vrtloga sa horizontalnom osom - frontalnih oluja. Hladni front druge vrste naziva se škvalna linija.

Širina zone snažnih oblaka hladnog fronta iznosi 50-100 km. Stoga, čak i pri brzini prednjeg pomaka manjoj od 40 km/h, oluje na svakoj tački ne traju duže od 1-2 sata. Obala oblaka može biti isprekidana, a noću se Cb uopće može širiti.

Poslednjih decenija došlo je do značajnog napretka u proučavanju dinamike i mezoskalne strukture oblačnih sistema i frontova. Dobijeni su novi podaci o strukturi mezofronta, linijama nestabilnosti, nosećoj traci („hrani“ ciklon toplim i vlažnim vazduhom sa juga), mlaznim strujanjima niske nivoe(mesojets) itd. Na primjer, utvrđeno je da se u vlažnoj i nestabilnoj zračnoj masi na udaljenosti od 50-100 km ispred fronta može formirati linija nestabilnosti dužine 100-500 km u obliku Cb lanca. sa grmljavinom i olujama. Ponekad se škvalovi nalaze iza fronta, na sekundarnim hladnim frontovima itd.

Ciklon - kolevka oluja

Vešni oblaci u ciklonima, gdje preovlađuje izlazak zraka, posebno su aktivni na frontovima. Postoje dvije glavne vrste ciklona: tropski i ekstratropski.

Tropski ciklon je sistem snažnih konvektivnih oblaka organiziranih u vrtlog koji čini jezgro uragana - prstenasti zid vjetra i pljuska sa snažnim uzlaznim pokretima u njemu. Okružuje "oko oluje" (do 50 km u prečniku) sa silažnim pokretima i delimično oblačnim i mirnim vremenom. Ovde se primećuje najniži pritisak; zabeležen je slučaj sa pritiskom od 847 hektopaskala (hPa). Nedavne studije su pokazale da su Cb trake širine od 2 do 20 km izdužene niz vjetar u donjoj troposferi i spiralno konvergiraju prema "oku oluje" u obliku grebena razdvojenih pojasevima bez oblaka širine do 8 km ili više. . U gigantskoj spirali oblaka, mezoskalne zone uzlaznih i silaznih kretanja se izmjenjuju. Oblaci visine više od 10 km sastoje se od velikih kapi, brzi porast zraka u njima se proteže iznad 14-17 km. Svaki spiralni oblak ne postoji dugo i ispoljava se lokalno, a njegova valovitost i pljuskova zona ima površinu od samo 2-4 km 2 . Životni ciklus pojedinačnih konvektivnih ćelija u oblaku je samo nekoliko minuta. I za to vrijeme u oblaku se rađa vihor, kapi oblaka se bacaju iznad nivoa glacijacije, gdje se pojavljuju tuče i formiraju se kapi pljuskova. Oblaci se smjenjuju, a to uzrokuje kontinuitet oluje.

Tropski cikloni se javljaju iznad okeana na strani suptropskih anticiklona okrenutih prema ekvatoru u zoni istočnih vjetrova - pasata, ne bliže od 300-500 km od ekvatora. Kreću se, produbljujući i razvijajući se, duž početnog kraka putanje prema zapadu sa sve većom komponentom kretanja prema polu; na sjevernoj hemisferi, ovo je sjeverozapadno kretanje. Približava se meridionalu izduženo obala kopno (obično na geografskim širinama od 20-30 °), ciklon se počinje kretati prema sjeveroistoku. U procesu kretanja, ciklon prolazi kroz niz faza razvoja, od malog vihora do razvijenog ciklona sa "okom oluje" u sredini i spiralnim sistemom oblaka s pljuskom. Tropski cikloni su najčešći u kasno ljeto i jesen. Razvijeni tropski ciklon (tajfun u Tihom okeanu, uragan u Atlantskom okeanu) ima prečnik olujne zone od oko 100-600 km i proteže se više od 10-15 km u visinu.

Akademik V. V. Shuleikin nazvao je tropske ciklone toplinskim motorima pete vrste, koji počinju svoj rad na grijaču - oceanu nakon što se iznad njega pojavi početni vrtlog. Trajektorije uragana poklapaju se sa položajem zona sa temperaturom vode iznad 27°C. Kinetička energija razvijenog tropskog ciklona u donjem sloju od tri kilometra dostiže 19*10 2 5 erg - energija dvadeset Kujbiševskih HE.

Dakle, tropski ciklon je najmoćniji škvarski sistem.

Možemo reći da je gotovo sva njegova energija ukupna energija olujnih oblaka koji ga formiraju.

Ekstratropski cikloni

Za razliku od tropskih ciklona, ​​ekstratropski cikloni u razvijenoj fazi su oštro asimetrični u distribuciji temperature, oblačnosti, padavina i vjetra. Oni crpe svoju energiju u kontrastima temperature. U umjerenim geografskim širinama, obični cikloni se uglavnom kreću prema istoku (ponekad sa značajnom meridijalnom komponentom). Posebno su aktivni zimi: najvažniji faktor u razvoju ekstratropskih ciklona je temperaturni kontrast u sistemu visinske frontalne zone, ispod koje se ciklon javlja.

Najveća aktivnost oluja u ciklonima uočava se na meridionalnim frontovima, kada kontrast svojstava vazdušnih masa koje konvergiraju u ciklon prelazi nekoliko stepeni. U ciklonu sa hladnim frontom, sjeverozapadne oluje pogodile su Evropu. Takva je bila oluja koja je uništila Euridiku.

Zimska smjena zapadni vjetrovi sjevernije na obali Evrope praćeno je velikim snježnim nanosima, mećavom, ponegdje i grmljavinom. Intenzitet ljetnih oluja i grmljavina danju je ovdje veći nego noću, jer se kao rezultat zagrijavanja relativno hladnog morskog zraka pojačava konvekcija i razvija snažniji Sb.

Mnoge karakteristike mezoskalne strukture frontova i ciklona tek su nedavno eksperimentalno otkrivene. Na primjer, u zonama je pronađena trakasta struktura vjetropolja i drugih meteoroloških karakteristika atmosferski frontovi iu toplom sektoru ciklona. Utvrđeno je da ispred hladnog fronta, paralelno s njim, postoji tzv. noseća traka povezana sa niskim mlaznim strujanjem. Utvrđeno je da formiranje ciklona nije uvijek povezano s frontovima: ciklogeneza se smatra manifestacijom hidrodinamičke nestabilnosti atmosferskih tokova. Ciklonski poremećaji u atmosferi mogu crpiti energiju iz kinetičke energije velikog zonskog (latitudinalnog) toka.

Elektronske "oči" i "portreti" škvalova itornada

Analiza tradicionalnih vremenskih karata, uključujući visinske, prstenaste površine i druge proračune, nije uvijek dovoljna za procjenu veličine, prirode i vertikalne strukture vjetrovitih oblaka. Nove informacije počele su se gomilati zahvaljujući korištenju umjetnih meteoroloških satelita

Zemaljski (MSZ) i meteorološki radari (SRL). To je, na primjer, omogućilo otkrivanje novih oblika cloud sistema.

Na satelitskim fotografijama oblaci škvala i tornada na hladnim frontovima izgledaju kao svijetlo bijele zakrivljene trake, grebeni, Cb lanci ispruženi duž prednje strane. Ispred njih su prozirna vlakna cirusni oblaci. Niz cirusnih oblaka sa filamentoznim krajevima tipična je karakteristika ciklonskog vrtloga na ovim fotografijama. Na njima su često jasno vidljivi grebeni konvektivnih ćelija promjera od 2-3 km. Sistemi oblaka se protežu i kreću uglavnom niz vjetar u srednjoj troposferi. Intramasni Cb sa olujama i grmljavinom nasumično su raspršeni u obliku svijetlih bijelih mrlja veličine od 10–20 do 100–200 km ili više. Između njih jasno se vide rijeke i planine. U talasnim poremećajima na frontovima, klasteri Cb formiraju ovalne mrlje veličine hiljade kvadratnih kilometara. Zamućeni i maskirani frontovi noću i ujutro (na infracrvenim slikama) izgledaju kao pojedinačne mrlje, pruge, lanci ili vrtlozi razne forme, osvjetljenje i visina. Tokom dana, uz pojačano zagrijavanje i razvoj konvekcije, ispod njih počinju oluje i grmljavine. Satelitske fotografije također pokazuju naizgled nepokretne obale oblaka (često sa škvalima ispod njih) duž i iznad planinskih lanaca.

Satelitska posmatranja pokazuju da polja konvektivnih ćelija (uobičajena u zadnjem delu ciklona) formiraju grebene tokom jakih vetrova, konvergirajući u hladnu zonu. Ovdje se razvija intenzivna konvekcija s pljuskovima i grmljavinom. Pokriva značajan sloj troposfere, ponekad do tropopauze. Ispred lučnih traka Cb nalazi se i front udara vjetra, odlikuje se pojavom cirusnih lepeza - nakovnja ispred Cb i gradijentom svjetline na rubu Cb. Brzopokretni lukovi oblaka karakteriziraju jači naleti vjetra.

Upoređujući slike sa MSE za uzastopne periode dolaska signala na svaku novu MSE orbitu, prognostičari određuju smjer i brzinu kretanja Cb izvora i njihovu evoluciju, a ekstrapolacijom određuju njihovu buduću poziciju. Ovo vam omogućava da ažurirate vremensku prognozu.

Prognostičarima i osmatranjima uz pomoć SCRL-a pruža se neprocjenjiva pomoć. Oni omogućavaju detaljnije praćenje lokacije i evolucije Cb zona i razjašnjavaju karakteristike razvoja grmljavinsko-grado-škvališnih oblaka. Na primjer, utvrđeno je da su horizontalne dimenzije oluja velike, oko 5-10 hiljada km 2, veće su od pljuskova i grmljavine. Obično se oluje kreću brže od grmljavine, brzinom od 30-60 km/h, ponekad i do 100-120 km/h. Ova brzina se može odrediti gledanjem ekrana lokatora u kratkim intervalima - 10 - 15 minuta.

Brzina kretanja centara oblaka i njihova snaga glavni su kriteriji za jačinu mogućih naleta vjetra za vrijeme oluje. Potonje se rasplamsavaju kao zasebne tačke u područjima širine od nekoliko do desetina kilometara gdje se vrhovi Cb uzdižu iznad 12-14 km. Što su vrhovi ovih oblaka viši, to su udari vjetra jači. Utvrđeno je da na vršnoj visini od 9-10 km udari vjetra dostižu samo 15-20 m/s, a na visini od 13-14 km - više od 30-40 m/s. Utvrđeno je, na primjer, da ako oblak ima visinu veću od 11-13 km (visina radarske refleksije signala je veća od 9 km), onda to više nije samo oluja, već tornado oblak. Našao sam neke spoljni znaci opasnih oblaka. Dakle, oblačna olujna kapija ispred oblaka na visini od 300-500 m je opasna, letjelica joj se ne smije približavati. Takvi opasni oblaci daju sjajan signal na MRL ekranu, koji ima poseban obrazac gigantski zarez.

Nijedan drugi način posmatranja ne može pružiti tako detaljnu sliku evolucije izvora oluje i to sa takvom učestalošću. Na ovaj način, nove informacije, akumulirajući kao rezultat upotrebe novih tehničkih sredstava, značajno obnavlja arsenal prognostičara.

Atmospheric disturber. konvekcija, termika

Kako nastaje i razvija se oluja, grmljavinski oblak? U Cb, brzina vertikalnih kretanja može doseći nekoliko desetina metara u sekundi. Razlog za takva kretanja zraka je konvekcija. To su pretežno vertikalna kretanja, ovisno o temperaturnim razlikama između zraka uključenog u konvekciju i okolnog zraka. Može se govoriti o dinamičkoj konvekciji, suprotstavljajući je termalnoj konvekciji. Na primjer, zrak zagrijan nad toplim područjima zemljine površine juri prema gore zbog toplinske konvekcije. Visina uspona zavisi od slojevitosti atmosfere - raspodele temperature u okolnom vazduhu - i od brzine hlađenja (zbog rada ekspanzije) rastuće zapremine vazduha.

Suh i nezasićen vodenom parom, vazduh se hladi za skoro jedan stepen na svakih sto metara uspona - prema takozvanom suvom adijabatskom zakonu. Vazduh zasićen vodenom parom hladi se sporije (za 0,6 °C na 100 m nadmorske visine) - prema vlažnom adijabatskom zakonu, jer se oslobađa latentna toplota kondenzacije. Svaki pokazatelj mogućnosti oluje uzima u obzir sposobnost atmosfere za vertikalno kretanje - termičku (konvektivnu) nestabilnost atmosferskog raslojavanja, promjene brzine vjetra s visinom, deficite tačke rose („podzasićenost“ vodene pare) i drugo. termodinamički parametri stanja atmosfere.

Ako se temperatura okolnog zraka smanji s visinom za manje od 0,6 ° C na 100 m, tada je atmosfera stabilno stratificirana: bilo koji njen volumen, koji se diže, na određenoj visini će se pokazati hladnijim od okolnog zraka. Ali postoje nestabilna stanja kada je vertikalni temperaturni gradijent blizu 1 °C na 100 m ili čak i više. Kod vrlo nestabilne stratifikacije nastaju konvektivni mlazovi zraka. Tako nastaju prašnjavi vrtlozi, prašnjavi tornada.

U vlažnom vazduhu koji se diže, vodena para, hlađenjem, na određenoj visini (na nivou koji se zove nivo kondenzacije) dostiže zasićenje i skuplja se (na jezgrima kondenzacije kojih je uvek mnogo) u kapljice. Tako nastaje oblak. Uzlazno strujanje u oblacima je za 1-4°C toplije od okolnog zraka. Ova razlika na vrhu oblaka je veća nego na dnu, a što je veća općenito, oblak brže raste.

Zagrijavanje zraka odozdo je razlog za razvoj konvektivnih mlazova dižećeg zraka. Kada se konvekcija pojačava, postaje uređena, pojavljuju se konvekcijski oblaci, od kojih su najsnažniji povezani s olujama i tornadima. Ova konvekcija se pojačava u zoni hladnog fronta. Konvektivni oblaci - oblaci vertikalnog razvoja - bolje se razvijaju u ljetnim danima, kada se pojačava turbulentna razmjena topline i vlage između Zemljine površine i atmosfere. To je razlog što se 92% oluja u SSSR-u primećuje u maju-avgustu, obično popodne (kao i pljuskovi iz ovih oblaka), na jugu i na brdima češće nego na severu i u ravnicama .

Konvektivni oblaci još nisu dobro shvaćeni. Zabranjeno je letjeti u moćni Cb na avionima - "leteće laboratorije", kao na bilo kojem avionu. Očitavanja radiosonde u takvim oblacima su nestabilna. Vrtlozi u Cb su poput "elektrofornih mašina", u kojima se rađaju jaki električni naboji, grmljavine. Međutim, dugogodišnja istraživanja i potraga za načinima za raspršivanje i stvaranje umjetnih oblaka, "upravljanje" olujama, rasvijetlili su mnoge važne detalje evolucije oblaka.

Glavna karika u mehanizmu konvekcije je takozvana termika, stabilno i snažno uzlazno kretanje zraka. To su mlazovi i mjehurići toplijeg zraka. Oni se, na primjer, koriste za penjanje prilikom letenja na jedrilicama i zmajima. Termi dolaze u različitim veličinama; spajajući se, postaju sve veći, formirajući "šip", kinematičku osnovu konvektivnog vrtložnog oblaka. Terme ne postoje dugo, pojavljuju se i nestaju, zamjenjujući i dopunjujući jedna drugu. Istovremeno se razvijaju porodice termika različitih kapaciteta. Što je mlaz topliji, toplina je veća, brži i snažniji je porast zraka, veći je nivo konvekcije do kojeg se vodena para diže u ovom mlazu, a samim tim i oblak veći. Vertikalni stub dobija rotaciono kretanje. U roku od nekoliko sati, ovaj rotirajući stup zraka može promijeniti svoju "odjeću" - oblak umire ili se ponovo rađa, ovisno o prodiranju vlage u njega. Upravo se s takvim superćelijama povezuje pojava lučnih oluja i tornada praćenih gradom.

Život olujnog oblaka

Pogledajte pobliže kako rastu u jeku ljeta Kumulusni oblaci. U početku se na plavom nebu skupljaju neke nejasne bjelkaste nakupine. Oblaka još nema, ali se nebo naoblačilo, bjelilo slabi direktne sunčeve zrake. Do podneva se pojavljuju mali grozdovi razbacanih kumulusnih oblaka, slični stogovima sijena. Polako lebde nebom, gotovo bez promjene visine. Ovo su kumulusni oblaci za lijepo vrijeme. Kako se dan zagrijava, isparavanje se povećava. Ako je vazduh vlažan, onda osećate da lebdite. Oblaci postaju sve veći. Tada se pojavljuju snažni kumulusni oblaci (Cu cong). UKOLIKO nastave rasti, razvijaju se u kumulonimbus (Cb), a očekujemo grmljavinu, pljuskove, pljuskove.

Ponekad vam se približava linija oluja - hladni front, a već ujutru se na horizontu gomilaju visokokumulativni oblaci u obliku kule. Tamna oblačna osovina fronta brzo napreduje. Ali, kao što je gore spomenuto, on se također sastoji od pojedinačnih Cb, svaki sa svojim vrtlogom, koji može biti teško povezati.

Svaki kumulonimbus oblak je poput džinovske pumpe, silom usisava zrak u područje iznad kojeg se, na vrhu Cb, vjetrovi razilaze i zrak se odvodi iz oblaka (obično kroz nakovanj - prednji perasti dio vrha , koja izgleda kao sijeda kosa koja vuše na vjetru). Avionima je zabranjeno letjeti do takvih oblaka, jer čak i moćni superlajner može biti bačen stotinama metara u oblak. Zapažanja su pokazala da se jedrilice i radiosonde ponekad uvlače u donji dio oblaka. Međutim, oni se odbijaju od njegovog vrha i zidova i odnesu ih rotacijski tok oko oblaka. Vrhovi oblaka pulsiraju, prevrću se.

Istraživanja su to pokazala životni ciklus jedan poseban oblak (rađanje, rast, zrelost, propadanje) rijetko traje duže od pola sata, a mali Cus žive samo 5-10 minuta. Samo posebno moćni Cb se raspadaju 1-2 sata nakon njihovog pojavljivanja. Ali u takvim slučajevima oblak nije sam i nije uvijek moguće primijetiti njegovu zamjenu drugim. A oblaci tornada ponekad postoje i po nekoliko sati.

Da bi oblak dao padavine, on mora postati koloidno nestabilan, odnosno u njemu moraju istovremeno postojati kapi vode i kristali leda. To se dešava kada njegov vrh prodre u sloj vazduha sa temperaturom ispod nula stepeni. Povremeno, ledeni vrhovi oblaka mogu ostati zaobljeni, "ćelavi", što je znak njihovog rasta. Obično se sa vrhova izbacuju komadići ledenih cirusnih oblaka koji formiraju nakovanj; ovo je već znak prisustva mehanizma oluje i oluje. U oblaku, veći mezorazmjerni mlazovi veličine 5-10 km nekoliko minuta ostaju stabilne kao grane konvektivne cirkulacije, što određuje njenu veličinu, brzinu i prirodu razvoja vrtloga, intenzitet konvekcije itd.

Neki tipični parametri oblaka s kišnim tornadom nedavno su utvrđeni. Središnji dio rotirajućeg mlaza u oblaku nije širok - 1-2 km, samo u posebno snažnom Cb, gdje se formira uređena konvekcija, njegova širina može doseći 10-12 km. Najveće brzine usponi zraka dosežu, prema proračunima, i do 63 m/s, ali su obično višestruko manji i rijetko prelaze 20-30 m/s. Snažni Cb imaju visinu od tri do četiri puta više od prečnika, vrhovi im se sastoje od nekoliko kupola - oblačnih "kapa" veličine od 200 do 2000 m. Prečnik malih vrtloga u oblacima je 25-300 m.

Tokom faze rasta (u trajanju od 10-20 minuta) prečnik oblaka se udvostručuje. U zreloj fazi (40-50 minuta), nakovanj gubi simetriju, njegova zavjetrinska ivica se proteže niz vjetar. Oblak raste s jedne strane, a nestaje s druge. Brzina rasta Cb dostiže 2,6 m/s: za pola sata oblak raste za 4-5 km. Sa prestankom rasta, kupole Cb počinju da se talože, oblak se raspada za 10-15 minuta. Često se oblak brzo topi u srednjem dijelu (kada pada kiša) i ostaju samo tragovi nakovnja cirusa.

Utvrđeno je da su grmljavinski oblaci uvijek viši od 7-8 km. Ali gornja ivica vetrovitih frontalnih oblaka je još veća - više od 11-12 km. Podaci SRL pokazuju da visina Cb ponekad doseže 18–19 km na niskim geografskim širinama. Horizontalne dimenzije sistema tako visokih oblaka mogu doseći i do 50 pa čak i 70 km. Kupole Cb ponekad prodiru do visine više od 4-5 km iznad baze tropopauze. To je tako moćan Cb koji je pun naleta.

Oblaci olujne oluje postoje u populacijama - ogromna, često haotična oblačna polja ili frontalni pojasevi, koji se sastoje od konglomerata oblaka, konvektivnih ćelija. Bezoblačne "ulice" široke i do desetine kilometara odvajaju nekoliko paralelnih Cb traka, često konvergirajućih u spirale (ne samo u tropskim ciklonima, već i na periferiji izvantropskih). Spiralni grebeni Cb su izduženi duž troposferskih vjetrova (tada se čini da su neaktivni) ili pod uglom (do 60-80 °) prema vjetru (tada se trake brzo kreću). Postoje grebene i mozaične strukture Cu i Cb populacija.

U NISKIM geografskim širinama mezoskalna konvekcija je glavni mehanizam razmene toplote i vlage. Na primjer, kumulusni oblaci pasata smatraju se "energetskim cjevovodima" koji napajaju planetarni sistem vjetrova. Snažni Sb na ovim geografskim širinama može se nazvati "cilindrima" toplotnog i energetskog motora, u kojima polarne geografske širine služe kao hladnjaci. Izračunato je da količina vode unesene u stratosferu jednim Cb doseže 3600 tona na sat. U takvom oblaku iz pare se svake sekunde formira do 10 tona vode, a u celom Cb tokom leta samo preko ovih geografskih širina SAD - oko 13 miliona tona. Stoga se Cb može nazvati pretvaračima, "kotlovima" u koji se elementi rađaju: vodena para se pretvara u jaka kiša, a latentna toplota kondenzacije - u opipljivu kinetičku energiju oluja, oluja.

Squall struktura

Prednji dio hladnog fronta - "klin" hladnog zraka koji nadire u tople krajeve, ima oblik "glave" visine do 2-3 km. Ovo objašnjava turbulenciju fenomena, snagu naleta vjetra ispred oluje i skok pritiska u blizini tla. Jačanje konvekcije, aktivno dizanje zraka ispred napadačke „glave“, na njenom čeonom dijelu, formira škvalu, vrtlog sa horizontalnom osom, čiji donji dio destruktivno djeluje na tlo. Gornji dio vrtloga se kreće naprijed, a donji dio se pomiče unazad, takoreći kotrlja. Škvalna zona fronta ima dužinu do 200-800 km; kao što smo već rekli, "vojnici" fronta škvala su raštrkani ili ujedinjeni, smenjujući jedni druge Cb. Svaki Cb obično ima vrtlog u svom prednjem donjem dijelu, koji često ima oblik luka - zamućenog vratila, "rukav".

Spuštanje hladnog vazduha u zoni obilnih padavina praćeno je zagrevanjem (za 0,6°C na 100 m) manjeg intenziteta nego što je došlo do hlađenja tokom porasta (za 1°C na 100 m). Zbog toga je vazduh u zadnjem delu škvala hladniji od okolnog vazduha, koji je već hladan. Zimi, na visokim geografskim širinama, zahlađenje je često praćeno grudvama snijega, intenzivnim snježnim padavinama sa udarima hladnog vjetra nad nezamrznutim morskim područjima. Kontrast temperature voda-vazduh doprinosi razvoju turbulencije i jakih naleta vjetra.

U hladnom toku koji se širi ispod Cb u blizini tla, mogu se detektovati sekundarni udari vjetra. Karakteriziraju ih jaki vertikalni udari zraka, koji se u avijaciji nazivaju turbulencija.

Invazija gustog zraka određuje oštru promjenu atmosferskog tlaka. U trenutku jakog naleta vjetra u prednjem dijelu škvadra, na pozadini nekog pada pritiska, uočava se naglo povećanje, ponekad i za nekoliko hektopaskala u roku od nekoliko minuta. Zatim se opet nastavlja postepeno smanjenje pritiska. Snimak skoka pritiska na barogramu nazvan je burnim, gromoglasnim "nosom". Ovaj skok pritiska nastaje zbog dinamičke interakcije opuštajućeg hladnog vazduha (i kiše) sa površinom Zemlje. Ispod oblaka se formira grmljavinski mezoanticiklon, sličan "kaplji" hladnog vazduha prečnika do nekoliko desetina kilometara i visine 300-1.500 m, u obliku kupole koja se kreće zajedno sa izvorom. pljuskovih oblaka. Upravo u njegovom prednjem dijelu formira se mezorazmjerni pseudofront hladne bure, zona udara vjetra.

Upravo na ovom hladnom mezofrontu nastaju oluje, a u nekim slučajevima i tornada. U trenutku prolaska fronta naleta vjetra, uočava se grmljavinski "nos".

Vjetar je jak i iznad mezoanticiklona, ​​ovdje se pojavljuje mlaz - jak vjetar na maloj nadmorskoj visini. Čak i slab konvektivni sistem ima mezojet sa značajnim smicanjem vjetra. Smicanje vjetra je promjena njegove brzine horizontalno i vertikalno, uzrok jakih naleta i stvaranja vrtloga, oluja. Pomak se detektuje i pod Cb, „oddaju“ ga trake padavina koje ne dopiru do tla zbog visoke temperature i suvoće površinskih slojeva vazduha. Pomak je znak ljevkastog Cb, kada se ispod njih rađaju vrtlozi ili čak tornada.

Mezoskalna struktura polja vjetra u zoni naseljenosti u SSSR-u proučavana je od 1950-ih godina. Ovoj svrsi služe Doplerovi emiteri instalirani na „letećim laboratorijama“, radarsko praćenje veštačkih oblaka (sastoje se od dipolnih reflektora) itd. Istraživanja su pokazala da vetar oko Cb nije haotičan i zavisi od faze razvoja oblaka i njegovu veličinu. Ali na prednjoj strani nalazi se konglomerat oblaka koji su istovremeno u različitim fazama svog razvoja, što strukturu vjetra čini nesigurnom, pogotovo jer je svaki Cb dinamički sistem vrtloga koji se kontinuirano razvija.

Mezoanticikloni, mezojetovi, mezofronti škvela, frontovi naleta novi su objekti istraživanja posljednjih godina.

Kuda idu oluje?

Mračni pogled na olujni oblak, daleka grmljavina, munje, udari vjetra plaše ljude. Od grmljavine i oluje najbolje se skloniti na vrijeme.

Lokalitet oluja otežava njihovo proučavanje: čak i moderna mreža meteoroloških stanica detektuje tek svaku petu oluju, a maksimalni udari vjetra mogu se zabilježiti tek kada prođe mlaz pljuska - središte silaznog udara ispod oblaka. Međutim, smjer udara vjetra još uvijek ne ukazuje na smjer kretanja cijelog vrtloga.

Putanja pomjeranja vjetrovitog oblaka prvenstveno ovisi o raspodjeli vjetra po visini u cijeloj troposferi i o veličini oblaka. Veliki Cb se često pomera blago udesno od prosečnog vetra (zapamtite konstantnost Coriolisove sile). Ako se oblak rotira oko vertikalne ose, tada djeluje i Magnusov efekat, koji ga raznosi u stranu. Nove ćelije vrtložnog oblaka često rastu s desne strane oblaka i raspršuju se s lijeve strane. Ali dešava se i da je Cb u razvoju podijeljen: jedan njegov dio se pomiče udesno i rotira u smjeru kazaljke na satu, drugi - ulijevo, rotirajući ciklonski. Ako vjetar s visinom skreće udesno (na primjer, pri tlu - zapadni, a na visini - sjeverozapadni), tada se uzlazni tok toplog zraka u oblaku formira udesno, a silazni prema lijevo od srednjeg Cb. Ovo, naravno, utiče na evoluciju oblaka i njegovo pomeranje. Vetar nagnuti oblaci razvijaju se brže, kao da su "rastegnuti". Uzlazno strujanje na vrhu oblaka naginje se prema vjetru i lijevo i prenosi se naprijed od nakovnja. Istovremeno, horizontalne dimenzije uzlaznog toka donekle se smanjuju s visinom, vrtlog se proteže duž prednjeg ruba oluje, ponekad i više od 10 km. Isti smicanje vjetra može uništiti oblake u nekim slučajevima, a promovirati razvoj tornada u drugim.

Pored strukture Cb i vodećeg toka, na njegovo kretanje snažno utiče i reljef. U planinskim predjelima Cb je usporen jače nego u ravničarskim krajevima, a tek sa troposferskim vjetrom jačim od 40 km/h utjecaj reljefa slabi.

Mezofront povezan sa njim, pseudofront, takođe se kreće sa oblakom. Podižući ispred sebe vlažan nestabilan vazduh, front doprinosi razvoju novog Sb, novih oluja. Osim toga, protok zraka savija Cb, čiji donji i gornji dijelovi mogu biti ispred sredine. Sa strana, oblaci mogu uvući mlazove vjetra u sebe, povećavajući rotaciju oblaka i pomjerajući ga u odnosu na opći protok zraka.

Proučavanje interakcije vazdušnih strujanja u sloju oblaka sa osobenostima strukture oblaka privlači sve veću pažnju naučnika u poslednjoj deceniji.

Squall name

Mnoga područja sa složenom orografijom karakteriziraju im inherentne oluje. Oni su dobili svoje ime, iako njihova priroda i struktura imaju mnogo zajedničkog sa škvalima u drugim područjima sa sličnim uslovima. Tako se, na primjer, porodica Cb proteže duž dugih planinskih lanaca poput fiksnog luka, luka dužine desetine ili čak stotine kilometara. U ovim oblacima jasno su vidljivi snažni vihorovi prečnika 200–300 m. Cb porodice se formiraju iznad planina i podnožja kada toplim vjetrovima sa planina - fen za kosu ili za vreme kolapsa hladnog vazduha sa planina - bure. Ovo, na primjer, u planinama Sierra - takozvani valovi Sierra, u planinama dalekog zapada SAD - Chinook Arc. U istočnom Bengalu, luk počinje iznad Bengalskog zaliva i formira spoljnu ivicu ogromnog grmljavinskog oblaka sa tipičnim nakovnjem. U Gvinejskom zaljevu, lučni oblak prethodi pojavi tornada, olujne oluje. U Malačkom moreuzu poznata je Sumatra - noćna lučna oluja sa jake grmljavine i pljusak, tipičan za period jugozapadnog monsuna i povezan sa sistemom lučnih oblaka dužine do 400 km. Lučne škve se nalaze u Evropi, na Alpima, gde su i dobile ime, u podnožju ukrajinskih Karpata, itd.

Oblaci sa olujama nastaju u vezi sa oticanjem hladnog vazduha sa planina uz dominaciju troposferskog toka okomitog na planinski lanac. Skvalovi dostižu veliku snagu kada se u planinskom lancu razvije značajna razlika u atmosferskom pritisku. Kolapsi vazduha sa prolaza ka niskom pritisku nastaju u udarima, a vetar poprima karakter orografskih mezomlaznica i vazdušnih padavina, pojačavajući se u suženju reljefa i dobijajući rotaciju oko horizontalne ose. Na primjer, bura je zimski olujni vjetar, otjecanje, kolaps suhog i hladnog zraka sa niskog planinskog lanca, snažan zračni pad uz strmu planinsku padinu u zavjetrini od hladnog uzvišenja do toplih podnožja ili do mora. Skvala brzo pada sa oštrim zahlađenjem, pulsirajućim naletima. Postoje faze razvoja bure: akumulacija hladnog zraka na zavjetrinoj (visokoj) strani grebena; početak strujanja vazduha kroz prolaz; urušavanje u zavjetrinu i pojava podnožja; zatim dolazi do slabljenja bure. Bure su nadaleko poznate: Novorosijsk, Jadran, Nova Zemlya, Kizelovskaya, sjeveroistočni vjetrovi u Veneciji, na padinama grebena Čingiz-Tau, sjeverozapadni monsun na planinskim obalama Dalekog istoka, vazdušni padovi sa grebena oko Bajkala (Sarma itd. .), olujni zračni padovi na Zemlji Franz Josefa itd.

Navale su i prašne oluje koje se razvijaju na hladnim frontovima uz snažno zagrijavanje tla bez vegetacije, kada vrtlog pokreće snažan zid prašine ispred sebe. Oluje prašine se razvijaju gore i po cijelom području, kreću se zajedno sa frontom, prolazeći kroz niz faza, od malih centara - vrtloga blizu tla do ogromnih oblaka prašine koji se protežu stotinama kilometara nizvodno. Tokovi prašine imaju front koji je jasno vidljiv iz svemira u obliku osovine, zida prašine. Ovo je linija škvala. Glavni izvori prašnjavih oluja na planeti su Sjeverna, Centralna, Zapadna i Istočna Afrika, Arapsko poluostrvo, Donja Volga i Sjeverni Kavkaz, južna Ukrajina, pustinje i stepe Centralna Azija, Mongolija, Kina, stepe Australije, centralne države SAD (tzv. Dust Bowl ili Tornado Belt), pampe Južne Amerike. Najveći centar prašnjavih oluja i oluja je Sahara. Za Afriku je, na primjer, vrlo karakteristična pješčana oluja na hladnom frontu - habub, koja "bjesno puše" u pustinjama Sudana, Egipta i Arabije. Kolabira se brzinom automobila i prethodi grmljavini. Veha, vihor tjera ispred sebe oblake prašine u obliku zida, ponekad visok i do 1500 m, širok do 30 km. U cijeloj ovoj zoni vjetar ima razornu snagu. Oluja može trajati i do dva sata, ponekad završavajući jakim pljuskom snažnog Cb. Manje dug (do 10 minuta), ali i iznenadan je simum - suha i prašnjava proljetno-ljetna škvadra vrelog zraka s pijeskom u pustinjama Male Azije, Arabije i Sahare. U Egiptu i Libanu, južni ili jugoistočni skvas hamsin, duva nakon nekoliko dana prolećna ravnodnevica unutar 50 dana (sa prekidima) prije ciklona.

Pustinjski vjetrovi, koji se izbijaju u Sredozemno more, vlaže se i zajedno sa crvenom prašinom donose zagušljivu vrućinu u Evropu. Ovaj siroko je vreo, veoma prašnjav i istovremeno vlažan vetar koji duva u olujama. Ima različite lokalne nazive: Leveche, Cartagena, Bochorno, Sahel, Ghibli, Shergui, Notia, Ostria, Furiante, Marzio, Malezzo, itd.

Nisu sve oluje u Africi prašnjave. U južnoj Sahari, kiše su nešto redovnije i obilnije nego u sjevernoj; ljeti su to tropski pljuskovi, prave poplave sa brzim olujama. Javljaju se na početku ili na kraju kišovitog jugozapadnog monsuna i njegovog susreta sa suvim i prašnjavim sjeveroistočnim harmatanom - pasatom, koji također često ima karakter škvadra. U zagrejanom vazduhu pojavljuje se relativno hladan silazni tok. Takve oluje i pljuskovi ovdje se pogrešno nazivaju uraganima. Teški udari vjetra prethode i dovršavaju ove kratke i nasilne poremećaje atmosfere koja se kreće prema zapadu prema Atlantskom oceanu.

Karakter škvadra imaju i snježne oluje - snježne mećave, snježne mećave, mećave. Nalaze se pod raznim nazivima. To su, na primjer, akman, tukman, garasat - u Tatariji, kalaidasht - na Pamiru, sjeveroistočni Kurdai i uragan Mugodzhar - na istoimenim prevojima, torok, toropets - na sjeveru Unije, toron - sjeverozapadni bura u Kaspijskom moru, burla - u planinama Francuske, nalet - u Kanadi, brzi vjetar - u Švedskoj, itd. Vrlo često jesensko-zimske oluje u blizini obala mora također predstavljaju škvarice - vrtloge sa horizontalnom osom. Na jugoistočnoj obali Brazila, ovo je sjeverna škvala abroholo, na jugu Kube - bayamo, na Bajkalu - Baikal, na sjeveru Celebes - barat, na južnoj obali Arabije - sjeverni belat, u Japanu - bofu , na zapadnoj obali Francuske - gallerno, na Havajima - kawaiiha, koala, u Perzijskom zalivu - lageimar, u Škotskoj - landlash, na jugu Malake - ribut, u Centralnoj Americi - Chubasco, na jugozapadu Hindustana - elephanta , u Tajvanskom moreuzu - quat, itd. Mornari poznato tropske škvalove nazivaju - brat, bikovi ai (bikovo oko) ili kokid-bob (kosooki Bob).

U planinskim ili brdovitim zemljama, neravnomjerno zagrijavanje susjednih teritorija doprinosi pogoršanju atmosferskih frontova i razvoju oluja. Oluje na hladnim frontovima imaju svoja imena: severna škvala ajina šamol (đavolji vetar) - na Amu Darji, škvala Strija - u Karpatskom regionu, škvala varzobok - u Tadžikistanu, škvala Očakovo - na jugu Ukrajine, južna oluja - u Isik-Kulu, Armavir istočni, Karadarja oluja Karaburan, Kyzylburan, Saryk, avganistanski - u srednjoj Aziji, Nord, Khazri - u Bakuu, južni burster i sjeverni zidar (zidar) - u Australiji, doinionn - period škvala u Irskoj, suvi huan-fyn - u Pekingu, kaiju - u Brazilu, naf hat - u Arabiji, sonora oluja - u Donjoj Kaliforniji, turbonados - u severnoj Španiji, kola - jugozapadna oluja na Filipinima, severni čokoladero - u Meksiku i mnogi drugi.

Ponekad orografija definiše spiralnu oluju, kao što je techashapi u Kaliforniji. Tome doprinosi zagrijavanje padina okrenutih prema suncu i oblik doline, duž koje se razvija veliki barski gradijent, a samim tim i jak vjetar, koji ima karakter oluje. A na Novoj zemlji, na primjer, kada počne bura i u nekim klisurama puše olujna "promaja", na izlazu iz klisura na vedrom nebu mogu se pojaviti vrtlozi nalik tornadu s okomitom osom.

Špila je nagli porast vjetra do oluje s oštrom promjenom smjera.

Vetar se često uspoređuje sa udarom: toliko su velika razaranja koja oluja proizvede za nekoliko minuta.

Po svojoj snazi, olujni vjetar ne samo da nije inferiorniji od oluja, već ih čak i nadmašuje.

Proučavanje prirode škvalova bilo je Posebna pažnja krajem prošlog veka, posle katastrofe 1878. godine sa engleskom vojnom fregatom Euridika. Fregata se vraćala sa dugog putovanja. Pristanište je bilo krcato pozdravnicima. Euridika se pojavila na horizontu, svakim minutom sve jasnija i jasnija. Kada je do obale ostalo još 2-3 km, iznenada je nastala oluja. Ljude na molu vjetar je odnio s nogu. Masa susnježice prekrila je čitav horizont, pretvarajući dan u noć. More je uzavrelo i prekriveno ogromnim talasima. To nije trajalo više od pet minuta. Orkanski vjetar je iznenada utihnuo, snijeg je prestao da pada, nebo se razvedrilo. Ali od fregate nije ostalo ni traga! Uzalud su ljudi virili u more. Bio je prazan. Fregata "Euridika" se prevrnula od udarca vjetra i momentalno potonula sa cijelom posadom. Samo nekoliko dana nakon oluje, ronioci su pronašli brod na dnu mora na ulazu u zaljev. Kada su sa različitih mjesta prikupljene informacije o uraganu koji je prolazio, ispostavilo se da se kretao ogromnom brzinom - 90 km/h, - vrlo uskom (2-3 km širine) trakom. Dužina trake je bila preko 700 km.

Sada je dobro poznato šta uzrokuje tako iznenadni orkanski vjetar. Jahanje nastaje kada hladna vazdušna masa prodre u toplu. To se obično dešava na hladnom frontu. Hladan vazduh, kada ga prodre, istiskuje topli vazduh, terajući ga da ide gore. Kada se topli vazduh ohladi na vrhu, kumulonimbusi pršti od kiše, grada, škvala, što je uvek ide dugo uski pojas, obično od 500 m do 6 km širok. Slabi vjetrovi obično duvaju ispred fronta oluje. Na samoj fronti vjetar naglo mijenja smjer, ponekad čak i potpuno suprotan, te se pojačava.

Vešni oblak ima vrlo karakterističan izgled: crne je boje, sa poderanim ivicama, poput kandži, spuštaju se nadole, a u dubini oblaka je bijela zavjesa od kiše. Oblak se spušta nisko nad zemlju; njegova donja ivica stalno mijenja oblik. Po izgledu ovog oblaka, posmatrač može da nagađa o nadolazećoj oluji.

Najjača oluja zahvatila je Moskvu 28. maja 1937. Brzina olujnog vjetra dostigla je 35 m/s, a do povećanja jačine vjetra došlo je odmah, naglo. Nevrijeme je trajalo nekoliko minuta, praćeno grmljavinom, pljuskovima i gradom. Kapi kiše, smrvljene vjetrom, jurnule su u neprekinutu zavjesu, poput snježne mećave. U sumraku koji je pao, bilo je nemoguće razaznati bilo šta unutar tri koraka. Grmljavina je tutnjala u huku oluje.

1942. godine, u Tacomi (SAD), oluja je uništila viseći most preko zaliva dugačkog oko jedan kilometar.

U naše vrijeme, naučnici su naučili da predviđaju oluje. Da biste to učinili, morate pratiti dnevne vremenske karte za hladne frontove.

Utvrđivanjem njihovog kretanja moguće je pravovremeno upozoriti područja koja su ugrožena kišom.

Tornada (TORNADO, TROMB)

U prirodi se ponekad desi da se sve smiri, ali ovo je zatišje pred oluju. Ogroman tamni oblak se približava. Grmljavina je sve jača i jača. I odjednom, iza kišne zavjese s desne strane oblaka, počinje da izlazi rotirajuće osovine. Migoljajući se poput zmije, dolazi do ruba oblaka, savija se i spušta se na zemlju. Ovdje ide dolje i dolje. Prema njemu, iz zemlje se diže stub prašine koji se vrti, formira se figura koja liči na surlu džinovskog slona. Unutar "debla" zrak se rotira velikom brzinom i istovremeno se snažno spiralno kreće prema gore. "Deblo" ne stoji na jednom mjestu, stalno se kreće, iako relativno sporo. Kada se "deblo" približi mjestu posmatranja, vidi se orkanska brzina rotacije zraka na letećim granama, granama, a ponekad i daskama i balvanima. To traje 1-2 minute, nakon čega se vihor brzo pomiče i počinje normalna grmljavina sa jakim pljuskom.

Takav vihor se naziva tornado. Gotovo uvijek se povezuje s grmljavinom. Brzina vjetra unutar tornada može doseći 100 ili više metara u sekundi, daleko premašujući brzinu silovitih uragana. Promjer tornada na površini vode je od 25 do 100 m, na kopnu čak i više - od 100 do 1000 m, a ponekad i do 1,5-2 km. Prividna visina "debla" dostiže 800-1500 m.

U SAD-u i Meksiku tornado se naziva drugačije - tornado, au zapadnoj Evropi - krvni ugrušak. Tamo, u ruralnim područjima, stanovnici uređuju posebne podrume, gdje se kriju kada se približi ovaj strašni prirodni fenomen. Vrlo rijetko viđamo tornada. Mali prašnjavi stubovi vrtloga koji podsjećaju na model tornada nisu tornada: oni imaju potpuno drugačije porijeklo.

Treba napomenuti da vjetar tokom prolaska tornada, čak i na blizina od njega, ima istu brzinu kao i prije pojave tornada. Ponekad, dok tornado prođe kroz bilo koje područje, uništavajući sve na svom putu, na udaljenosti od nekoliko desetina metara od njega vlada gotovo potpuna tišina.

Snažno razrjeđivanje zraka unutar tornada uzrokuje značajan pad temperature, što dovodi do kondenzacije vodene pare prisutne u zraku; stoga "deblo" izgleda kao stub oblaka. Usisno djelovanje tornada, kada hvata različite predmete i prenosi ih na velike udaljenosti, također se objašnjava smanjenjem pritiska. Vodeni izljevi mogu usisati ribu i izbaciti je na obalu. "Riblja kiša" je fenomen koji je nekada zastrašivao ljude. Ako tornado pređe preko močvare koja "cvjeta" i ima "rđavu vodu", onda će izbaciti "krvavu kišu" u susjednom području.

1927. godine, u blizini grada Serpuhova, nad jednim od malih jezera pojavio se tornado. Uzeo je mnogo vode zajedno sa ribom u svoje divovsko "deblo", otišao u grad i na njegovoj periferiji sav sadržaj "debla" izlio na zemlju.

Godine 1933. na Dalekom istoku, u selu Kavalerovo, udaljenom 50 km od mora, nakon jake kiše, na poljima je pronađen veliki broj meduza. Tornado ih je doveo ovamo.

Misterija porijekla tornada još uvijek nije riješena. Naučnici sugerišu da tornado nastaje u središnjem dijelu snažnog grmljavinskog oblaka, gdje se uočavaju najjači uzlazni struji i dolazi do oštrih skokova vjetra, kako smjera tako i jačine. Evo "ose" vertikalnih tokova. Ako se ove najjače uzlazne struje „prevrnu“ još snažnijom horizontalnom strujom zraka, tada nastaje vrtlog s horizontalnom osom. Nošen horizontalnom strujom, on će se, takoreći, otkotrljati naprijed i početi izlaziti iz oblaka. Prema zakonima mehanike, takav vrtlog bi trebao postati prstenasti. Zbog toga se vrtlog počinje savijati s obje strane oblaka i spuštati se na tlo. Zaista, prilično često je uočen dvostrani tornado, koji je istovremeno spuštao svoja "debla" lijevo i desno od oblaka.

Tornado koji se spustio s desne (u pokretu) strane oblaka mora imati rotaciju u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, a tornado koji se spustio s lijeve strane mora se rotirati u smjeru kazaljke na satu. To potvrđuju zapažanja lokacije oborenog drveća u šumi na "tornado čistini" i preživjelih stabala čije je krošnje tornado iskrivio. Utvrđeno je da se nastanak tornada u oblaku javlja na visini od 3-4 km.

Budući da je tornado rijedak i lokalni fenomen, gotovo ga je nemoguće predvidjeti. Što se tiče borbe protiv nje, još u prošlom veku vodeni tornada su razbijani topovskim đulima. To je sasvim moguće ako se prisjetimo da se promjer vodenih tornada mjeri u metrima, rijetko u desetinama metara. Malo je vjerovatno da će na ovaj način biti moguće razbiti kopneni tornado promjera stotina metara.

Ako pronađete grešku, označite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.

squally, squally, squally; skvalista, skvalista, skvalist. Biti squall. Jak vjetar. Objašnjavajući Ušakovljev rječnik. D.N. Ushakov. 1935 1940 ... Objašnjavajući Ušakovljev rječnik

Snažan, buran, buran, olujan, poletan Rječnik ruskih sinonima. squally pril., broj sinonima: 9 golih (10) ... Rečnik sinonima

Aplikacija. 1. odnos sa imenicom. squall povezan s njom 2. Podsjeća na škvalu 1.. 3. Prati škvalu [škvalu 1.]. Efraimov eksplanatorni rječnik. T. F. Efremova. 2000... Savremeni objašnjavajući rečnik ruskog jezika Efremova

škljok, škljok, škljok, šik, šik, šik, škljoc, škljoc, škljoc, škljoc, škljoc, škljoc, škljoc, škljoc, škljoc, škljoc, ...

squally- grimizni shkv ... Ruski pravopisni rječnik

squally - … Pravopisni rečnik ruskog jezika

Aja, oh; list, oh 1. Biti nalet, sa naletima (1 znak). Sh. wind. Sh. žurba. 2. U pratnji bure(a). th weather. th padavina. Vau oblak... enciklopedijski rječnik

squally- oh, oh; list, oh 1) Squall, sa škvalima 1) Squall / vjetar. Nalet vjetra/lišća. 2) U pratnji bure(a). th weather. th padavina. Vau oblak... Rečnik mnogih izraza

squally- squall / ist / th ... Morfemski pravopisni rječnik

Vjetar sa udarima većim od 10 m/s. Samoilov K.I. Marine Dictionary. M. L .: Državna pomorska izdavačka kuća NKVMF SSSR-a, 1941. ... Pomorski rječnik

Knjige

• Strah od letenja, Eršov Vasilij Vasilijevič. Sredovječni, ali iskusan pilot Klimov leti avionom za Norilsk. Odjednom jedan od motora aviona...
• Strah od letenja, V. Eršov Sredovečni, ali iskusni pilot Klimov vodi avion u Norilsk. Odjednom jedan od motora aviona...

Škvala je iznenadni jak vjetar koji kao da dolazi niotkuda. Često se poredi sa udarom snažnog vazdušnog talasa, koji nastaje nakon eksplozije velikog eksplozivnog punjenja: uništenje koje se dešava za nekoliko minuta je tako snažno. U smislu svoje razorne moći, škvala ne samo da nije inferiorna od oluja, već ih često i nadmašuje.

Sedamdesetih godina XIX veka dogodila se strašna katastrofa sa ratnim brodom "Euridika", koji je pripadao engleskoj vojsci. Fregata se vraćala u rodnu zemlju sa dalekih mora. Na pristaništu ga je čekala gomila ljudi. A sada se "Euridika" nazirala u daljini, na samom horizontu. Bio je to brz brod i brzo se približavao, svakim minutom bivajući sve vidljiviji i jasniji. Konačno, do obale nije ostalo više od dva kilometra.

Odjednom je zapuhao jak vjetar. Ljudi na obali su oboreni i zatrpani mokrim snegom. Ogromne mase snijega blokirale su horizont poput zida, pretvarajući svijetli dan u mračnu noć. Na moru je vjetar podizao ogromna okna. Ali to nije dugo trajalo. Za samo pet minuta olujni vjetar je iznenada utihnuo, snježne padavine su nestale, a nebo se odmah razvedrilo. Na horizontu nije bilo fregate. Bio je prevrnut snažnim udarom vjetra i momentalno je potonuo sa svojom posadom na brodu. Pronađen je, nekoliko dana kasnije, na morskom dnu na ulazu u zaliv.

Nakon ove katastrofe, naučnici su obratili veliku pažnju na oluje. Brzo su prikupljene informacije sa raznih mjesta o uraganu, koji je projurio pored zaljeva u kojem je potonula Euridika. Kako se ispostavilo, orkanski vjetar je jurio brzinom od 90 kilometara na sat i išao vrlo uskom, samo 2-3 kilometra trakom. Ovaj pojas je dostigao dužinu od 700 kilometara.

Nakon nekog vremena, naučnici su otkrili uzrok tako jakog i iznenadnog nadolazećeg vjetra. Jahanje obično nastaje kada hladan vazduh upadne u veliku masu toplog vazduha. Hladan vazduh brzo istiskuje topli vazduh i tera ga da se podigne. Na vrhu se topli vazduh hladi i formira kumulonimbus oblake. Iz ovih oblaka pada kiša, snijeg ili grad. Ispred fronta lagano duva vjetar. Ali čim vjetar dune naprijed, brzo povećava brzinu i juri u dugačku usku traku. Ova traka ima širinu od 500 do 6000 metara.

Vešni oblak se može prepoznati izdaleka. Obično je crna. Ovaj oblak ima poderane ivice, koje su poput džinovskih prstiju koji se spuštaju. Unutar oblaka se vidi bijela zavjesa kiše. Vešni oblak obično lebdi nisko iznad površine zemlje, a njegov donji rub stalno mijenja oblik.

Godine 1942., u američkom gradu Takama, jaka oluja srušila je kilometarski most koji je visio iznad zaliva.

U našem veku naučnici već znaju kako izračunati putanju oluje. U tu svrhu sastavljaju se dnevne vremenske karte. Praćenjem progresa hladnog fronta moguće je blagovremeno obavijestiti područja koja mogu pogoditi oluja.

Meteorološki hazardi su prirodni procesi i pojave koje se javljaju u atmosferi pod uticajem raznih prirodni faktori ili njihove kombinacije koje imaju ili mogu štetno djelovati na ljude, domaće životinje i biljke, ekonomske objekte i prirodnu okolinu.

vjetar - ovo je kretanje vazduha paralelno sa zemljinom površinom, koje je rezultat neravnomerne raspodele toplote i atmosferskog pritiska i usmereno iz zone visokog pritiska u zoni niskog pritiska.

Vetar karakteriše:
1. Smjer vjetra - određen azimutom strane horizonta, odakle
duva i meri se u stepenima.
2. Brzina vjetra - mjeri se u metrima u sekundi (m/s; km/h; milja/sat)
(1 milja = 1609 km; 1 nautička milja = 1853 km).
3. Sila vjetra - mjeri se pritiskom koji on vrši na 1 m2 površine. Jačina vjetra varira gotovo proporcionalno brzini,
stoga se jačina vjetra često ne procjenjuje pritiskom, već brzinom, što pojednostavljuje percepciju i razumijevanje ovih veličina.

Za označavanje kretanja vjetra koriste se mnoge riječi: tornado, oluja, uragan, oluja, tajfun, ciklon i mnogi lokalni nazivi. Za njihovu sistematizaciju koriste se širom svijeta Beaufortova skala,što vam omogućava da vrlo precizno procijenite jačinu vjetra u tačkama (od 0 do 12) prema njegovom djelovanju na kopnene objekte ili na valove u moru. Ova skala je zgodna i po tome što omogućava, prema znakovima opisanim u njoj, prilično precizno određivanje brzine vjetra bez instrumenata.

Beaufortova skala (tabela 1)

Povjetarac (blag do jak povjetarac) mornari govore o vjetru koji ima brzinu od 4 do 31 milju na sat. U kilometrima (faktor 1,6) biće 6,4-50 km/h

Brzina i smjer vjetra određuju vrijeme i klimu.

Jaki vjetrovi, značajne promjene atmosferskog tlaka i velika količina padavina uzrokuju opasne atmosferske vrtloge (ciklone, oluje, škvale, uragane) koji mogu uzrokovati razaranja i gubitak života.

Ciklon je opšti naziv za vrtloge sa smanjenim pritiskom u centru.

Anticiklon je područje visokog pritiska u atmosferi sa maksimumom u centru. Na sjevernoj hemisferi vjetrovi u anticiklonu pušu suprotno od kazaljke na satu, a na južnoj hemisferi - u smjeru kazaljke na satu, u ciklonu je kretanje vjetra obrnuto.

Uragan - vjetar razorne sile i značajnog trajanja, čija je brzina jednaka ili veća od 32,7 m/s (12 bodova na Beaufortovoj skali), što je ekvivalentno 117 km/h (tabela 1).
U polovini slučajeva brzina vjetra tokom uragana prelazi 35 m/s, dostižući i do 40-60 m/s, a ponekad i do 100 m/s.

Uragani se dijele u tri tipa na osnovu brzine vjetra:
- Uragan (32 m/s i više),
- jak uragan (39,2 m/s ili više)
- žestoki uragan (48,6 m/s i više).

Uzrok ovih uraganskih vjetrova je pojava, u pravilu, na liniji sudara fronta toplih i hladnih zračnih masa, snažnih ciklona sa oštrim padom tlaka od periferije prema centru i sa stvaranjem vrtložnog strujanja zraka koji se kreće u nižim slojevima. (3-5 km) spiralno prema sredini i gore, na sjevernoj hemisferi, u smjeru suprotnom od kazaljke na satu.

Takvi cikloni, ovisno o mjestu nastanka i strukturi, obično se dijele na:
- tropski cikloni nalazi se iznad toplih tropskih okeana, obično se kreće prema zapadu tokom formiranja, a krivulja prema polu nakon formiranja.
Tropski ciklon koji dostiže neobičnu snagu naziva se uragan ako je rodjen u Atlantik i susjedna mora; tajfun - u Tihom okeanu ili njegovim morima; ciklon - u regionu Indijski okean.
cikloni srednjih geografskih širina može nastati i nad kopnom i nad vodom. Obično se kreću od zapada prema istoku. karakteristična karakteristika ovakvi cikloni je njihova velika "suvoća". Količina padavina tokom njihovog prolaska je znatno manja nego u zoni tropskih ciklona.
Na evropski kontinent utiču i tropski uragani koji potiču iz centralnog Atlantika i cikloni umerenih geografskih širina.
Oluja – vrsta uragana, ali ima manju brzinu vjetra 15-31
m/sec.

Trajanje nevremena je od nekoliko sati do nekoliko dana, širina je od desetina do nekoliko stotina kilometara.
Oluje se dijele na:

2. Potočne oluje – To su lokalni fenomeni male rasprostranjenosti. Oni su slabiji od vihora. Podijeljeni su:
- zaliha - protok vazduha se kreće niz padinu od vrha do dna.
- Jet - karakterizira činjenica da se strujanje zraka kreće horizontalno ili uzbrdo.
Potočne oluje najčešće prolaze između lanaca planina koje spajaju doline.
U zavisnosti od boje čestica uključenih u kretanje, razlikuju se crne, crvene, žuto-crvene i bijele oluje.
Ovisno o brzini vjetra, oluje se klasificiraju:
- oluja 20 m/s i više
- jaka oluja 26 m/s i više
- jaka oluja od 30,5 m/s i više.

Squall – oštro kratkotrajno povećanje vjetra do 20-30 m/s i više, praćeno promjenom njegovog smjera povezanom s konvektivnim procesima. Unatoč kratkom trajanju olujnih udara, oni mogu dovesti do katastrofalnih posljedica. Vlaštine su u većini slučajeva povezane s kumulonimbusima (grmljavinskim) oblacima, bilo lokalnom konvekcijom ili hladnim frontom. Veha se obično povezuje sa obilnim padavinama i grmljavinom, ponekad sa gradom. Atmosferski pritisak tokom oluje naglo raste zbog brzih padavina, a zatim ponovo pada.

Ako je moguće, ograničite područje utjecaja, sve navedene prirodne katastrofe su klasificirane kao nelokalizirane.

Opasne posljedice uragana i oluja.

Uragani su jedan od najčešćih moćne sile Elementi i po svom štetnom djelovanju nisu inferiorni u odnosu na tako strašne prirodne katastrofe kao što su zemljotresi. To je zbog činjenice da uragani nose ogromnu energiju. Njegova količina koju oslobađa uragan prosječne snage u toku 1 sata jednaka je energiji nuklearne eksplozije od 36 Mt. U jednom danu oslobađa se količina energije koja bi bila dovoljna da se zemlja poput Sjedinjenih Država snabdije električnom energijom. I za dvije sedmice (prosječno trajanje postojanja uragana) takav uragan oslobađa energiju jednaku energiji hidroelektrane Bratsk, koju može proizvesti za 26 hiljada godina. Pritisak u zoni uragana je takođe veoma visok. Dostiže nekoliko stotina kilograma po kvadratnom metru fiksne površine koja se nalazi okomito na smjer kretanja vjetra.

Uragan uništava jača i ruši lake objekte, devastira zasijane njive, kida žice i ruši dalekovode i komunikacione stubove, oštećuje autoputeve i mostove, lomi i čupa drveće, oštećuje i tone brodove, izaziva havarije u komunalnim mrežama, u proizvodnji. Postoje slučajevi kada su orkanski vjetrovi rušili brane i brane, što je dovelo do velikih poplava, izbacivalo vozove iz šina, kidalo mostove sa njihovih nosača, rušilo fabričke cijevi i bacalo brodove na kopno. Uragani su često praćeni jakim pljuskovima, koji su opasniji od samog uragana, jer uzrokuju mulj i klizišta.

Uragani se razlikuju po veličini. Obično se širina zone katastrofalnog razaranja uzima kao širina uragana. Često se ovoj zoni dodaje područje olujnih vjetrova sa relativno malo štete. Tada se širina uragana mjeri u stotinama kilometara, ponekad dostižući 1000 km. Za tajfune, zona razaranja je obično 15-45 km. Prosječno trajanje uragana je 9-12 dana. Uragani se javljaju u bilo koje doba godine, ali najčešće od jula do oktobra. U preostalih 8 mjeseci su rijetki, putevi su im kratki.

Šteta uzrokovana uraganom određena je čitavim kompleksom različitih faktora, uključujući teren, stepen razvijenosti i čvrstoću građevina, prirodu vegetacije, prisustvo stanovništva i životinja u zoni njegovog djelovanja, vrijeme nastanka. godine, preduzete preventivne mere i niz drugih okolnosti, od kojih je glavna brzina protoka vazduha q, proporcionalna proizvodu gustine atmosferski vazduh po kvadratu brzine strujanja vazduha q = 0,5pv 2.

Prema građevinski kodovi i pravilima, maksimalna standardna vrijednost pritiska vjetra je q = 0,85 kPa, što pri gustini zraka od r = 1,22 kg/m3 odgovara brzini vjetra.

Za poređenje možemo navesti izračunate vrijednosti brzine koje se koriste za projektovanje nuklearnih elektrana za karipsku regiju: za zgrade kategorije I - 3,44 kPa, II i III - 1,75 kPa i za otvorene instalacije - 1,15 kPa.

Svake godine oko sto moćnih uragana maršira širom svijeta, uzrokujući razaranja i često oduzimajući ljudske živote (Tabela 2). Dana 23. juna 1997. godine, uragan je zahvatio većinu regiona Brest i Minsk, usljed čega su 4 osobe poginule, a 50 je povrijeđeno. U Brestskoj regiji isključeno je 229 naselja, van pogona je 1071 trafostanica, otkinuti su krovovi sa 10-80% stambenih objekata u više od 100 naselja, uništeno je do 60% objekata za poljoprivrednu proizvodnju. U regiji Minsk 1.410 naselja je bez struje, stotine kuća je oštećeno. Polomljeno i počupano drveće u šumama i park-šumama. Krajem decembra 1999. i Bjelorusija je patila od orkanskog vjetra koji je zahvatio Evropu. Isključeni su dalekovodi, mnoga naselja su bez struje. Ukupno je 70 okruga i više od 1.500 naselja pogođeno uraganom. Samo u regiji Grodno otkazalo je 325 transformatorskih stanica, u regiji Mogilev čak i više - 665.

tabela 2
Utjecaj nekih uragana

Tornado (tornado)- vrtložno kretanje zraka, koje se širi u obliku džinovskog crnog stupa prečnika do stotine metara, unutar kojeg dolazi do razrjeđivanja zraka, gdje se uvlače razni predmeti.

Tornada se javljaju i nad površinom vode i nad kopnom, mnogo češće nego uragani. Vrlo često su praćene grmljavinom, gradom i pljuskovima. Brzina rotacije zraka u stupu prašine doseže 50-300 m/s i više. Tokom svog postojanja može preći i do 600 km - duž trake terena širine nekoliko stotina metara, a ponekad i do nekoliko kilometara, gdje dolazi do uništenja. Vazduh u koloni se diže spiralno i uvlači prašinu, vodu, predmete, ljude.
Opasni faktori: zgrade zahvaćene tornadom zbog vakuuma u vazdušnom stubu uništavaju se od pritiska vazduha iznutra. Čupa drveće, prevrće automobile, vozove, diže kuće u vazduh itd.

Tornada u Bjelorusiji dogodila su se 1859., 1927. i 1956. godine.