Dokumenti za dijete

Faze razvoja ciklona i anticiklona. Faze razvoja tropskog ciklona Faze razvoja ciklona

Kao što je ranije pokazano, granica između hladnog zraka koji potiče iz umjerenih geografskih širina i relativno toplog zraka nižih širina naziva se front umjerenih širina ili polarni front. Ovaj polarni front je prilično velik. Sa malim prazninama, okružuje čitavu planetu. Upravo na ovom polarnom frontu nastaju depresije umjerenih geografskih širina (sl. 2).

Slika 2.- Pojava ciklona.

Nastanak (nastanak) depresija olakšava velika temperaturna razlika između toplih i hladnih zračnih masa. Na ovim geografskim širinama, kao što je poznato, preovlađuje zapadni transfer. Da bi se ciklon formirao na polarnom frontu, topli vazduh treba da se kreće na istok brže od hladnog vazduha. U pravilu, takve depresije počinju kao mali talasni poremećaji na čeonoj površini. Čim se pojavi talas, topli vazduh juri na sever, a hladan na jug. Nastaje vihor. Topli vazduh se polako diže preko klina hladnog vazduha na toplom frontu; hladan vazduh zaglavio (curenje) pod toplim vazduhom na hladnom frontu. Počinje na površini Zemlje i postepeno se širi prema gore. Istovremeno dolazi do pada pritiska u centru; drugim riječima, depresija se produbljuje.

Hladni front se kreće brže od toplog fronta. Prednje strane se uvijaju i spajaju. To se zove okluzija (slika 3).

Slika 3.- Razvoj okluzije.

Ispred fronta okluzije je hladan vazduh koji je bio ispred toplog fronta, iza fronta okluzije je hladan vazduh koji je ranije bio iza hladnog fronta. Topli vazduh se gura prema gore. Na Zemlji se temperaturna razlika između vazdušnih masa smanjuje i, pošto je vazduh hladan, pritisak raste.

Jasno je vidljiva vrtložna prednja strana okluzije, duga traka hladnoće sa gustom kumulusni oblaci, kratak dio toplog fronta sa širokom zonom stratusnih oblaka; prostori bez oblaka iza hladnog fronta.

U općem slučaju, za sve ciklone, uvjetno se razlikuju sljedeće:

1) stadijum nastanka– od početka pojave znakova nastanka zatvorene ciklonalne cirkulacije, do prve zatvorene izobare. Ova faza obično traje manje od 12 sati;

2) mlada faza ciklona(faza žljebovi) - od trenutka pojave prve zatvorene izobare na površinskoj sinoptičkoj karti do trenutka prestanka intenzivnog produbljivanja. To traje otprilike dva dana;

3) faza maksimalnog razvoja- pritisak u središtu ciklona lagano se mijenja, počinje okluzija;

4) faza punjenja– od trenutka intenzivnog porasta pritiska u centru ciklona do nestanka zatvorene ciklonske cirkulacije pri zemljine površine. Posljednje dvije faze obično traju 3-4 dana.

Za frontalne ciklone razlikuju se sljedeće faze:

1) talasni stadijum- isto kao i faza nastanka;

2) mlada faza ciklona– prije početka procesa okluzije;

3) faza okluzije– od početka okluzije do nestanka ciklona. Ova faza za nefrontalne ciklone uključuje fazu maksimalnog razvoja i fazu punjenja.

serija ciklona.

Broj depresija u porodici varira, ali najčešće su četiri. Svi cikloni su u različitim fazama razvoja. Prvi okluzuje, dok drugi može biti samo početni. Cikloni su obično odvojeni grebenima visokog pritiska, koji pružaju kratki periodi vedro vrijeme između produženih padavina. Ovu porodicu upotpunjuje anticiklon u suptropima.

Prvi ciklon sljedećeg lanca formira se mnogo sjevernije, na obnovljenom polarnom frontu.

Ciklonska regeneracija.

Ponekad se početno punjenje ciklona zamjenjuje njegovim novim produbljivanjem. šire pod regeneracija svako oštro jačanje ciklona (slično anticiklonu) se razumije.

Ciklonska regeneracija se javlja:

1) kada novi glavni front uđe u sistem postojećeg ciklona;

2) kada se novi centar razvije u blizini centra postojećeg ciklona uz njihovo naknadno spajanje ili kada se stari brzo napuni.

I u prvom i u drugom slučaju obavezna je invazija novog dijela hladnog zraka u stražnji dio ciklona. U nekim slučajevima, procesi regeneracije se ponavljaju, što podržava dugotrajno postojanje ekstenzivnih ciklona niske pokretljivosti, koji ometaju zapadni transport na duže vrijeme. Zovu se blokirajući ili centralni.

Nakon regeneracije, ciklon prolazi istim putem razvoja kao i novonastala barička formacija, ali u pozadini više nizak pritisak. Regenerisani okludirani ciklon ima spoljni znaci mladi ciklon, jer ima topli sektor sa karakterističnim vremenskim uslovima.

Dakle, 1) na polarnom frontu (frontu umjerenih geografskih širina) nastaju frontalni cikloni kao rezultat pojave vala na njemu, a zatim topli sektor sa toplim i hladnim granama fronta. Nekoliko dana kasnije, topli i hladni front se spajaju, a središte ciklona je potisnuto na sjever. Sada je u relativno homogenoj hladnoj masi. Bez energije za održavanje svog postojanja, ciklon nestaje. Ovo traje oko nedelju dana.

2) cikloni obično slijede u nizu, obično četiri. Svaki sljedeći ciklon nalazi se južno od prethodnog. Prvi u nizu je najstariji, koji je u fazi okluzije. Serija se završava ciklonom u početnoj fazi. Kreću se na istok ili sjeveroistok (jugoistok na južnoj hemisferi) i postepeno se pune.

Atmosferski poremećaji vantropskih geografskih širina - cikloni i anticikloni - javljaju se uglavnom na glavnim atmosferski frontovi, tj. na frontovima između polarnog (umjerenog) i tropskog zraka ili između arktičkog i polarnog zraka.

Samo neznatan dio nerazvijenih i sporo pokretnih vrtloga nastaje pod direktnim termičkim djelovanjem PP. Pojava na površini glavnih frontova ogromnih valova dužine reda 1000 km ili više može dovesti do sloma temperature i vjetra na fronti, a sila skretanja Zemljine rotacije koja djeluje na tokove zraka doprinosi generacija mezorazmjernih vrtloga - ciklona i anticiklona.

Anticikloni nastaju u vrhovima ultradugih atmosferskih talasa na sedentarnom frontu. Analiza sinoptičkih situacija pokazuje da srednji anticikloni nastaju u hladnoj zračnoj masi iza hladnog fronta posljednjeg ciklona u nizu. U središnjim dijelovima anticiklona atmosferski frontovi ne mogu proći, iako u njima ostaje određena temperaturna asimetrija. Na periferiji anticiklona mogu proći linije atmosferskih frontova.

Anticikloni u procesu svog razvoja prolaze kroz tri faze: nastanak, maksimalni razvoj i uništenje. U prvoj fazi svog razvoja, anticiklone su niske barične formacije u obliku grebena bez zatvorenih izobara. Advektivno povećanje pritiska nastaje usled dotoka hladnog vazduha ispred ose grebena. U fazi maksimalnog razvoja, anticikloni imaju nekoliko zatvorenih izobara.

Završni stupanj anticiklona (faza destrukcije) karakterizira termička simetrija: anticiklon postaje visokobarična formacija.

Anticikloni zauzimaju ogromna područja kontinenata ili okeana (3000-4000 km u prečniku). Posebno snažni anticikloni formiraju se zimi nad kontinentima, a ljeti - u suptropskim područjima Pacifika i Atlantic Oceans. U većini slučajeva, pritisak u centru anticiklone iznad površine je 1020 - 1030 hPa. Centralne oblasti anticiklona karakterišu mali gradijenti pritiska. Prema periferiji, gradijenti se povećavaju i, posljedično, povećavaju se brzine vjetra. Najveće brzine vjetra najčešće se primjećuju na sjeveroistočnim i istočnim periferijama anticiklona, a najniže - na zapadnim.

Anticikloni se kreću uglavnom od zapada prema istoku s manjim brzinama od ciklona. Prosječna brzina anticiklona je 25-30 km/h, ali može dostići i visoke vrijednosti (50-80 km/h). S razvojem anticiklona, njihove brzine kretanja se smanjuju i one postaju neaktivne baričke formacije. Ponavljanje anticiklona u toploj polovini godine iznad okeana je veće nego u hladnom.

Razmatrane sheme nastanka i razvoja ciklona i anticiklona odražavaju samo njihove glavne karakteristike. U realnim uslovima može doći do značajnih odstupanja od ovih šema. Opciono, ciklon prolazi kroz sve četiri faze razvoja. Njegova početna faza - stadijum frontalnog talasa - može se odvijati na hladnom, a ponekad i toplim frontovima koji se sporo kreću.

Zbog sekundarne termičke asimetrije mogu postojati razlike u posljednjoj fazi razvoja ciklona, kada se ciklon može produbiti i nakon okluzije. Ovo se posebno često dešava u slučajevima kada je unutra hladan vazduh. zadnji deo ciklona je topliji nego ispred njega.

Produbljivanje ciklona (često do 950 - 960 hPa) zbog sekundarne termičke asimetrije dovodi do produžavanja vijeka trajanja ciklona.

Posebno duboki cikloni sa olujnim vjetrovima nastaju kada vazdušne mase tri glavna tipa: TV, PV (UV) i AV. Takvi cikloni često nastaju po hladnom vremenu iznad sjevernog Atlantika i sjeveroistočnog Tihog okeana.

53, 54. Vrijeme u ciklonima i anticiklonima.

Tipično, ciklonalni tip vremena povezan je s oblačnim vremenom sa padavinama i jakim vjetrovima. Anticikloni se, naprotiv, poistovjećuju sa vremenom koje je oblačno bez padavina i slabih vjetrova. Međutim, takav prikaz je vrlo opći, prvo, jer vremenski uvjeti u ovim velikim vrtlozima zavise od sektora gdje se brod nalazi u odnosu na njihova središta, i, drugo, od individualnih karakteristika ciklona i anticiklona.

Vrijeme u ekstratropskim ciklonima one su određene osobinama zračnih masa, intenzitetom ciklona i aktivnošću frontova, brzinama vertikalnih kretanja zraka, geografske karakteristike površina, godišnje doba, svojstva podloge, faza njihovog razvoja itd.

Najtipičniji ciklonalni karakter vremena izražen je u mladom ciklonu. U ovom slučaju razlikuju se tri zone sa oštro različitim vremenskim uslovima

Zona 1 - prednji i centralni dijelovi ciklona. Vremenske prilike ovdje određuju hladna stabilna vazdušna masa i približava se topli front. Naglim produbljivanjem ciklona i značajnom vlažnošću zraka formiraju se nimbostratusni oblaci koji često zahvaćaju vrh toplog sektora iz kojeg padaju intenzivne padavine.

ki. Zimi se u takvim slučajevima može primijetiti naglo pogoršanje vidljivosti, a ljeti je moguća grmljavina. Pri niskim vrijednostima vlažnosti zraka, oblačni sistem nema vremena da se u potpunosti razvije, pa su padavine u ovom slučaju manje intenzivne i češće rosulja.

Zona 2 - stražnji dio ciklona iza hladnog fronta.Vrijeme je ovdje određeno

izlivena hladnom nestabilnom vazdušnom masom i svojstvima hladnog fronta

front. Uz visoku vlažnost i značajnu nestabilnost u ovoj hladnoj zoni, padavine i grmljavina nisu neuobičajeni. U neposrednoj blizini fronta vjetar je jak, mogući su tornada. Kako se razvedri (iza linije hladnog fronta), vidljivost se poboljšava i može biti značajna (naročito u sezoni Noe kada se plovi po polarnim morima), Atmosferski pritisak Zona 3 raste - topli sektor između frontova. Priroda vremena ovdje je određena toplom, stabilnom zračnom masom: naoblačenje, kontinuirani ili značajni slojeviti ili nimbostratusni oblaci, oblačne i rosuljave padavine, advektivne magle, loša vidljivost, umjereni i slabi vjetrovi, nizak tlak (ravnomjeran ili slab pad). ). Visoki i dugi talasi, zimi je moguća poledica. U mladom ciklonu topli vazduh se kreće brže od samog vrtloga, pa sve više i više delova toplog vazduha struji ka ciklonu, spušta se duž klina hladnog vazduha u njegovom zadnjem delu i diže ispred. Postepeno, topli sektor ciklona se sužava i dolazi trenutak kada hladni front koji se brže kreće (njegova brzina je 0,8 brzine geostrofskog vjetra) sustiže topli i spaja se s njim. Centralne regije cikloni blizu zemljine površine ispunjeni su hladnim vazduhom, a topli sektor je potisnut nazad u više slojeve. Ovo je proces ciklonske okluzije.

U okludiranom ciklonu, zone preovlađujućih vremenskih uslova mogu se razlikovati slično njegovoj tipizaciji u mladom ciklonu. Za razliku od mladog ciklona, topli sektor u okludiranom ciklonu ili je potpuno odsutan ili se nalazi na periferiji ciklona. Stoga se u okludiranom ciklonu praktički razlikuju samo dvije zone preovlađujućih vremenskih uvjeta: veliki prednji dio ciklona ispred fronta okluzije i stražnji dio iza fronta okluzije. Vremenski uslovi ovde su određeni svojstvima vazdušnih masa sa obe strane fronta okluzije. Priroda vremena u prednjem dijelu okluziranog ciklona u hladnoj sezoni određena je toplim frontom okluzije, au toploj sezoni - hladnim frontom okluzije. Vremenski uvjeti u stražnjem dijelu zatvorenog ciklona slični su vremenskim uvjetima u stražnjem dijelu mladog ciklona. Kako se ciklon puni, zona padavina se raspada na zasebne sekcije, frontovi se ispiru i

Vremenski uslovi se postepeno izjednačavaju u svim sektorima ciklona.

Brzina vjetra u ciklonu dostiže svoj maksimum odmah nakon početka okluzije. Region najveće brzine vjetar se nalazi na udaljenosti od 1/3 radijusa vrtloga u blizini hladnog atmosferskog fronta. Početak okluzije ciklona je prekretnica u njegovom razvoju.

ornate. Barička depresija dostiže svoju najveću dubinu blizu površine zemlje i ciklon postaje visoko hladna barička formacija. U budućnosti počinje faza punjenja ciklona: atmosferski tlak počinje rasti, brzina svjetlosti i broj izobara se s vremena na vrijeme smanjuju.

Vrijeme u anticiklonu. Postoji 6 tipova vremena u anticiklonu.

Središnji dio anticiklone karakteriziraju 2 tipa vremena: glavni i dodatni. Intenzivna silazna kretanja zraka (slijeganja) u središnjem dijelu anticiklone dovode do toga da ovdje vlada vedro, oblačno vrijeme, slab vjetar ili tišina, mraz zimi i vruće (toplo) ljeti. Ali ako a. je u posljednjoj fazi - fazi razaranja, zatim se ispod sloja inverzije uzrokovanog adijabatskim zagrijavanjem opadajućeg zraka uočavaju značajni i kontinuirani oblaci stratokumulusa i stratusnih oblika, magle nisu rijetkost, nad velikim industrijskim. gradovi - smog. AT zimsko vrijeme ovdje umjereno hladno vrijeme sa slabim snežnim padavinama. Ljeti, uz dodatni tip, često se opaža zagušljivo, vlažno vrijeme.

Vremenske prilike na periferijama dobro razvijenih anticiklona su slične vremenskim prilikama u susjednim sektorima susjednih ciklona. Na primjer, istočna (E) periferija anticiklone graniči sa stražnjim dijelom ciklona iza njegovog hladnog fronta, tako da se ovdje mogu razviti kumulusni oblaci, pljuskovi, grmljavine, naglo i buran vjetar itd. Zapadna (W) periferija, naprotiv, graniči sa frontom ciklona, a vrijeme će ovdje određivati hladna stabilna zračna masa i približavajući topli front. Spindrift clouds zamjenjuju se ciro-slojeviti, zatim visokoslojeviti i, na kraju, slojeviti i slojeviti-nimbostratusi. U hladnoj sezoni ovdje često pada snijeg. Sjeverna periferija anticiklone, po pravilu, graniči s toplim sektorom ciklona i u ovim područjima se uočavaju niski (400 - 800 m) slojeviti i nimbostratusni oblaci sa kišom i prekrivenim padavinama, a advektivne magle nisu neuobičajene, posebno u područjima toplih okeanskih struja. U južnom dijelu perasto, perasto slojevito, a ponekad i visokoslojeno i stratusni oblaci, uzrokovana sjevernim dijelom ciklona ili njegovim toplim frontom.

Niskopokretne i dugotrajne anticiklone odlikuju se prisustvom akumulirajućih frontalnih presjeka na zapadnoj periferiji, koji imaju velike termodinamičke gradijente, te, posljedično, jake vjetrove, moćne oblačne sisteme, padavine i grmljavinu.

Slika 2.- Pojava ciklona.

Hladni front se kreće brže od toplog fronta. Prednje strane se uvijaju i spajaju. To se zove okluzija (slika 3).

Slika 3.- Razvoj okluzije.

Jasno se mogu razlikovati vrtložni front okluzije, duga traka hladnog fronta sa gustim kumulusnim oblacima, kratki dio toplog fronta sa širokom zonom stratusnih oblaka; prostori bez oblaka iza hladnog fronta.

U općem slučaju, za sve ciklone, uvjetno se razlikuju sljedeće:

1) stadijum nastanka– od početka pojave znakova nastanka zatvorene ciklonalne cirkulacije, do prve zatvorene izobare. Ova faza obično traje manje od 12 sati;

2) mlada faza ciklona(faza žljebovi) - od trenutka pojave prve zatvorene izobare na površinskoj sinoptičkoj karti do trenutka prestanka intenzivnog produbljivanja. To traje otprilike dva dana;

3) faza maksimalnog razvoja- pritisak u središtu ciklona lagano se mijenja, počinje okluzija;

4) faza punjenja– od trenutka intenzivnog porasta pritiska u centru ciklona do nestanka zatvorene ciklonske cirkulacije u blizini zemljine površine. Posljednje dvije faze obično traju 3-4 dana.

Za frontalne ciklone razlikuju se sljedeće faze:

1) talasni stadijum- isto kao i faza nastanka;

2) mlada faza ciklona– prije početka procesa okluzije;

3) faza okluzije– od početka okluzije do nestanka ciklona. Ova faza za nefrontalne ciklone uključuje fazu maksimalnog razvoja i fazu punjenja.

serija ciklona.

Broj depresija u porodici varira, ali najčešće su četiri. Svi cikloni su u različitim fazama razvoja. Prvi okluzuje, dok drugi može biti samo početni. Cikloni su obično odvojeni grebenima visokog pritiska koji pružaju kratke periode vedrog vremena između produženih perioda padavina. Ovu porodicu upotpunjuje anticiklon u suptropima.

Prvi ciklon sljedećeg lanca formira se mnogo sjevernije, na obnovljenom polarnom frontu.

Ciklonska regeneracija.

Ponekad se početno punjenje ciklona zamjenjuje njegovim novim produbljivanjem. šire pod regeneracija svako oštro jačanje ciklona (slično anticiklonu) se razumije.

Ciklonska regeneracija se javlja:

1) kada novi glavni front uđe u sistem postojećeg ciklona;

2) kada se novi centar razvije u blizini centra postojećeg ciklona uz njihovo naknadno spajanje ili kada se stari brzo napuni.

Nakon regeneracije, ciklon prolazi istim putem razvoja kao i novonastala barička formacija, ali u pozadini nižeg pritiska. Regenerirani okludirani ciklon ima vanjske znakove mladog ciklona, jer ima topli sektor sa karakterističnim vremenskim uslovima.

Atmosferski poremećaji vantropskih geografskih širina - cikloni i anticikloni - javljaju se uglavnom na glavnim atmosferskim frontovima, odnosno na frontovima između polarnog (umjerenog) i tropskog zraka ili između arktičkog i polarnog zraka.

Samo neznatan dio nerazvijenih i sporo pokretnih vrtloga nastaje pod direktnim termičkim djelovanjem PP.

Pojava ogromnih valova dužine reda 1000 km ili više na površini glavnih frontova može dovesti do sloma temperature i vjetra na frontu, a sila odbijanja Zemljine rotacije koja djeluje na tokove zraka doprinosi generacija mezorazmjernih vrtloga - ciklona i anticiklona. U ovom slučaju, frontalna površina i linija fronta na površini Zemlje doživljavaju valovite deformacije. U nekim područjima (u vrhovima talasa) front odstupa prema niskim geografskim širinama, au drugim (u dolinama frontalnih talasa) prema visokim geografskim širinama. Istovremeno, vazdušna strujanja gube zonski karakter i pojavljuju se jezici hladnog i toplog vazduha - delovi hladnog i toplog fronta. U dolinama frontalnih talasa razvijaju se ciklonska kretanja i pritisak opada - formiraju se cikloni. Centralni dijelovi ciklona nalaze se direktno na prednjoj strani, pa front tako prolazi unutrašnje regije cikloni. Ispred ciklona front se pomjera na visoke geografske širine i ima karakter toplog fronta. U zadnjem delu ciklona front se pomera na niske geografske širine i ima karakter hladnog fronta. U isto vrijeme, obje su dionice istog glavnog fronta. Sistemi oblaka i padavina karakteristični za frontove nastaju i razvijaju se na odgovarajućim odsjecima nekadašnjeg polako pokretnog stacionarnog fronta (sl. 28).

Slika 9. Faze ciklona: a – mladi;
b - zaokružen.

Rice. 28. Faze razvoja ekstratropskog ciklona:

a - sjedeći front na površinskoj vremenskoj karti; 6 – talasni poremećaji na sedentarnom frontu; c - formiranje ciklona na stacionarnom sjedećem frontu; d - mladi ciklon

Hladni front u ciklonu koji se produbljuje kreće se brže od toplog. Brzina kretanja hladnog fronta je oko 0,8 od brzine geostrofnog vjetra, a toplog fronta ne više od 0,65 njegove vrijednosti. Kao rezultat ovog neslaganja, prvo, profil valovitog savijanja čeonih površina neće biti simetričan: topla i hladna fronta imaju izbočenje u jednom smjeru i, drugo, s povećanjem amplitude poremećaja , topli sektor ciklona se stalno sužava, jer hladna fronta postepeno pretiče topli. U trenutku zatvaranja frontova, središnji dio ciklona u blizini zemljine površine ispunjen je hladnim zrakom, a topli zrak se potiskuje natrag u više slojeve.

Ovo je treća faza razvoja ciklona - faza okluzije. Faza mladog ciklona, koja u prosjeku traje 12-24 sata, nastavlja se sve dok topli zrak ne ostane u središtu ciklona blizu površine zemlje.

Faza okluzije ciklona je faza maksimalnog razvoja: nakon početka ciklona brzina vjetra u ciklonu dostiže svoju maksimalnu vrijednost. U ovom trenutku, najniži pritisak se uočava blizu donje površine u ciklonu i ciklon postaje visoko hladna barička formacija. U budućnosti počinje posljednja (četvrta) faza razvoja ciklona - faza punjenja: atmosferski tlak raste, brzina vjetra se smanjuje, a poremećaj postepeno nestaje.

Razmatrana shema razvoja ekstratropskih ciklona je tipična, ali nije obavezna u svim slučajevima. Nastanak ciklona moguć je ne samo na stacionarnim, već i na sporo pokretnim hladnim, a ponekad i toplim frontovima. Osim toga, početak okluzije ne mora nužno biti praćen korakom punjenja ciklona. Ako nakon okluzije u ciklonu ostane neka sekundarna termička asimetrija zbog razlike u temperaturama hladnog zraka ispred i iza fronta okluzije, tada se ciklon može nastaviti produbljivati čak i nakon okluzije. Ovo se posebno često primećuje kada je hladan vazduh u zadnjem delu ciklona topliji nego u prednjem delu ciklona.

Najdublji vantropski (frontalni) cikloni sa olujnim vjetrovima nastaju kada u procesu ciklogeneze učestvuju zračne mase tri glavne vrste: tropske, polarne i arktičke. Na primjer, ako je centar mladog ciklona koji je nastao na polarnom frontu blizu arktičkog fronta, tada arktički zrak ulazi u područje ciklona i pojačava njegov termalni kontrast. U ovom slučaju, ciklone karakterizira posebna dubina, veliki barični gradijenti i odgovarajuće brzine vjetra. Ovakvi cikloni najčešće nastaju u jesensko-zimskom periodu iznad sjevernog Atlantika.

Mehanizam razvoja anticiklona također je usko povezan s procesom ciklogeneze. U suštini, ovo je jedan proces povezan sa dugim talasima na stacionarnom frontu.

Treći dio. Cikloni.

Na osnovu materijala knjige "Satelitska meteorologija", M.A. German
Objavljeno 25-11-2007

Oblaci se kovitlaju

Oblačni vrtlozi su velike spiralne formacije oblaka. Termin "vrtlog oblaka" je uslovan. Centar konvergencije spirala je centar vrtloga oblaka. U ciklonskom oblačnom vrtlogu, konvergencija traka ka centru na sjevernoj hemisferi se opaža suprotno od kazaljke na satu, na južnoj hemisferi, u smjeru kazaljke na satu. Izvan ciklona, vrtložna struktura je rijetka i uvijek je povezana s ciklonskom cirkulacijom na nivou gdje se oblaci nalaze. Oblici i razmjeri ciklonskih vrtložnih oblaka zavise od prirode cirkulacije, temperaturnog kontrasta na prednjoj strani na kojoj se ciklon formirao i, posljedično, od prirode vertikalnih kretanja u atmosferi. Veliki i dobro razvijeni cikloni mogu imati djelomične ciklone koji se rotiraju oko glavnog centra.U svakom vrtlogu oblaka nalazi se glavna spirala oblaka, koja je oblačni pojas širine oko 100 do 400 km, čija se zakrivljenost postepeno smanjuje sa udaljenosti od centra vrtloga oblaka. U nekim slučajevima, vrtlozi oblaka mogu imati nekoliko spirala. By morfološke karakteristike, prema Popovinom istraživanju, mogu se razlikovati tri glavna tipa ciklonskih vrtloga oblaka:

Glavne vrste vrtloga oblaka

1) vrtlozi oblaka, koji se sastoje od pravilnih izduženih spirala oblaka koji su po obliku bliski hiperboličnoj ili logaritamskoj spirali (krive I i II). Njihove linearne dimenzije su u pravilu više od 1000 km. U jednom vrtlogu oblaka može biti jedna takva spirala, ponekad dvije, rijetko tri. Takvi oblačni vrtlozi odgovaraju termički asimetričnim, razvijenim, izolovanim i uglavnom pokretnim ciklonima;

2) oblačni vrtlozi pravilnog okruglog oblika, prečnika 500–800 km (krive III i IIIa). Ovi vrtlozi se sastoje od jedne ili više simetrično raspoređenih spirala oblaka, izgled nalik na Arhimedovu spiralu. Takvi vrtlozi oblaka povezani su sa izolovanim, termički simetričnim, nisko pokretnim ciklonima;

3) vrtlozi oblaka nepravilni bizarnog oblika(kriva IV). Takvi oblačni vrtlozi imaju različite veličine, od nekoliko stotina do 1500-2000 km. Nastaju u ciklonskom sistemu sa složenom strukturom baričkih i termičkih polja; obično nastaju kao rezultat regeneracije ili spajanja dva ili više ciklona, kao i kao rezultat nastanka novih ciklona i talasnih poremećaja u sistemu glavnog ciklona.

Svaki vrtlog oblaka prolazi kroz određeni životni ciklus, tokom kojeg se mijenja oblik njegove mutne spirale. Prosječan životni ciklus vrtloga oblaka, prema procjenama Popove, iznosi oko 3,5 dana. Najčešće je moguće pratiti mutni vrtlog u roku od 2-3 dana. Nakon ovog perioda, oblačni pokrivač se obično deformiše do te mere da je veoma teško pratiti njegovu spiralnu strukturu. Ali u nekim slučajevima, isti mutni vrtlog se može pratiti 5-6 dana. Stoga je podjela vrtloga oblaka na ovdje naznačene tipove uslovna. Vremenom se mijenja i naoblačenje, od čega nastaje oblačni vrtlog. U početnoj fazi formiranja ciklonalnog vrtloga, uglavnom se sastoji od stratusnih oblaka, koji se vremenom zamjenjuju kumulusnim oblacima.

Faze razvoja ciklona

U sinoptičkoj analizi poznate su četiri faze razvoja ciklona koje su određene stepenom konvergencije hladnog i toplog fronta, dok televizijska i infracrvena slika omogućavaju razlikovanje faze razvoja po strukturi samog oblaka. Odlučio to određene vrste struktura vrtložnog oblaka karakteriše stepen razvoja ciklona. Ova činjenica je zbog činjenice da u procesu razvoja ciklona, njegov oblačni sistem postaje sve više spiralne prirode, formirajući dobro formiran vrtlog oblaka.
Razmislite kratak opis strukture oblačnosti za različite faze razvoja ciklona, koje se mogu pratiti na satelitskim snimcima.

Oblačnost frontalnog talasa

Kada se formira talasni poremećaj, pojas oblaka koji odgovara frontu širi se na deo fronta u dužini od nekoliko stotina kilometara. Širenje se obično primećuje prema hladnom vazduhu. At dalji razvoj pojavljuju se valovi savijanja trake oblaka prema hladnom zraku. Zakrivljenost na vrhu vala je praćena zgušnjavanjem oblaka. Najsnažnija, a na slikama svetlija, lagana oblačnost nalazi se direktno iznad vrha talasa, gde su uzlazni pokreti vazduha najintenzivniji. U prednjem dijelu oblaka, stratusni oblaci dobijaju trakastu strukturu. Oblačni pojasevi se poklapaju sa smjerom desnog vertikalnog smicanja vjetra u srednjoj atmosferi. U hladnom vazduhu, iza relativno široke trake frontalne oblačnosti ponekad se mogu uočiti jedna, dva ili više lučnih oblačnih traka, kao da ponavljaju zakrivljenost glavne frontalne trake.
U toplom vazduhu blizu fronta ima relativno malo oblaka, ali kada se pojavi talas, ponekad se pojavljuju oblačne trake, manje ili više izdužene duž toka.

Frontalni talas

U slučaju da je val slabo razvijen, izražen u zakrivljenosti fronta i formiran od jedne zatvorene izobare, na slici se obično vidi širenje oblačne trake, koje nije praćeno karakterističnim ciklonskim savijanjem tog dijela fronte. oblačni pojas, koji odgovara hladnom frontu zadnjeg dela talasa. Kada je val dobro razvijen, u blizini površine Zemlje nađu se dvije ili tri zatvorene izobare, pritisak pada i formira se zona padavina. Ali takav val se ne može nazvati mladim ciklonom, jer još uvijek nema izraženog termalnog grebena ispred vala i korita u stražnjem dijelu, a cirkulacija u srednjoj troposferi nije jasno praćena. U takvim slučajevima, TV slike pokazuju primetno sužavanje opsega oblaka hladnog fronta u oblasti talasa.

Oblačnost mladog ciklona

Ovu fazu razvoja ciklona karakteriše činjenica da oblačni niz dobija vrtložnu strukturu. Frontalni pojas oblaka nastavlja da se deformiše. Svojim geografskim položajem, dio hladnog fronta, zajedno sa oblačnim sistemom, savija se na jug, a na vrhu vala pruža se na sjever.
Oblačnost mladog ciklona ima prugastu strukturu, sa prugama koje se spiralno kreću prema tački, formirajući oblačan vrtlog. Prema Mininoj, centar oblačnog vrtloga se poklapa sa centrom ciklona u donja 3 km i nalazi se ispred barskog korita na nivou od 500 hPa.

U fazi mladog ciklona, najsnažnija oblačnost se uočava na vrhu još širokog toplog sektora. U toplom dijelu ciklona preovladava oblačno vrijeme. Ponekad se ispred tople fronte mogu pojaviti uski grebeni relativno svetlijih oblaka, koji su orijentisani paralelno sa ivicom frontalne oblačnosti. Ovi grebeni ukazuju na prisustvo nestabilnijeg vazduha ispred toplog fronta, u kojem se leti mogu razviti kumulusni oblaci. U nekim slučajevima, vrtložnost oblaka u mladom ciklonu može se prilično slabo pratiti. Budući da faza mladog ciklona ne traje dugo, ovaj sistem oblaka ne može se uvijek popraviti sa satelita.
Poznato je da stadij mladog ciklona karakteriše prisustvo dve ili tri zatvorene izobare u blizini površine Zemlje, jasno izražena ciklonska cirkulacija u nižim slojevima troposfere i prisustvo toplog grebena u prednjem delu ciklon i hladno korito u zadnjem delu. U takvom ciklonu, granica zone vrtložnog oblaka približno se poklapa sa ekstremno zatvorenom izobarom.

Oblačni sistem razvijenog ciklona

U fazi maksimalnog razvoja, kod ciklonskog oblačnog sistema dešavaju se veoma značajne i brze promene u strukturi. Postiže izražen spiralni oblik. U središnjem dijelu, spirale oblaka povezane s toplim i hladnim frontovima spajaju se u jednu spiralu, uvijajući se prema središtu visinskog ciklona.

Ciklon u razvoju iznad zaliva Valensija

Vrlo često je pokazatelj faze maksimalnog razvoja ciklona sužavanje toplog sektora. U ovom slučaju, TV slike jasno pokazuju smanjenje bezoblačnog ili niskog oblačnog prostora između toplog i hladnog fronta. U stražnjem dijelu ciklona može se pratiti relativno niska zona oblaka, ovdje se intenzivno razvijaju grebeni kumulusnih oblaka, koji se izdužuju duž linija u sloju trenja. Dakle, fazu razvijenog ciklona karakterizira formiranje četiri spirale - dvije oblačne i dvije bez oblaka. Ove spirale konvergiraju prema centru ciklonske cirkulacije na nivou oblaka, pri čemu spirala oblaka povezana sa hladnom frontom postaje dominantna. Počinje formiranje fronta okluzije, koji se formira od dvije međusobno povezane spirale oblaka.

Oblačnost zatvorenog ciklona

Karakterističan pokazatelj začepljenog ciklona je da se pojas oblaka povezan s toplim frontom potpuno degradira, ostavljajući samo malu ivicu. Široki pojas oblaka - glavna oblačna spirala ciklona obično odgovara frontu okluzije, koji prelazi u hladnu frontu, ima oblik jedne spirale. Zona bez oblaka, koja takođe ima oblik spirale, vrlo se često uočava u blizini oblačne trake. Takva struktura oblaka okludiranog ciklona ostaje stabilna dugo (do tri dana).

Iza hladnog fronta mogu se uočiti polja konvektivnih ćelija. Ćelije se sastoje od kumulusnih oblaka koji nastaju kada se hladan zrak počne zagrijavati s donje površine. Formiranje konvekcijskih oblaka ukazuje na značajnu nestabilnost hladnog zraka. Količina i snaga konvektivnih oblaka mogu biti različiti i zavise od vlažnosti hladnog vazduha, stepena njegove stabilnosti i stanja podloge.
Kako se vjetar pojačava, polja konvektivnih ćelija formiraju se u grebene. Grebeni su orijentisani duž vertikalnih vektora smicanja vjetra (smicanje vjetra je tzv. termalni vjetar usmjeren duž izotermi) i stoga često konvergiraju prema hladnom centru. Mjesta konvergencije grebena ukazuju na lokaciju područja hladnoće.
Središte zatvorenog ciklopa je blizu vrha spirale oblaka, dok centar ciklona na velikim visinama obično tačno odgovara centru vrtloga oblaka.
U stražnjem dijelu oblačnog vrtloga formira se zatvoreno područje hladnoće, položaj termalnog grebena ostaje isti kao kod ciklona u fazi maksimalnog razvoja. Centar maksimalnog pada pritiska nalazi se u prednjem delu zone oblačnosti koja je povezana sa frontom okluzije, a centar rasta je u zoni razvedravanja iza hladnog fronta.
Oblačnost zatvorenog ciklona. Slika okludiranog ciklona na televiziji i infracrvene slike karakterizira prisustvo vrtložnog oblaka izolovanog od oblačnih pojaseva povezanih s frontalnim dijelovima. Oblačne petlje su u ovom slučaju jasno odvojene jedna od druge intervalima sa gotovo potpunim odsustvom oblaka.

Sistem oblaka povezan sa frontom okluzije i hladnom frontom degradira se u ovoj fazi razvoja ciklona i potiskuje se na periferiju ciklona. U fazi okluzije ciklona mogu se uočiti zamagljene spirale mala velicina, formiran od snažnih kumulusnih i kumulonimbusnih oblaka. Obično se nalaze u stražnjem dijelu ciklona i najčešće se primjećuju u ljetni period. Oblačni sistem začepljenog ciklona može postojati nekoliko dana. Sistem oblaka regenerisanog ciklona prikazan je na slici. U zaključku, napominjemo da je razmatrana struktura oblaka ciklona u različitim fazama razvoja tipična, ali ne pokriva cjelokupnu raznolikost oblika koji se javljaju u prirodi.
Dovoljno je reći da se spiralna struktura oblaka može pratiti sa satelita daleko od svih ciklona. Ako prisustvo oblačnog vrtloga u većini slučajeva ukazuje na prisustvo ciklona, onda obrnuto nije uvijek tačno.
Iznad homogene površine okeana, obrazac oblačnosti u ciklonu je jasniji, a vihori oblaka se prate u obliku pravilnih figura. Preko neravnih reljefa, obrazac oblaka je složeniji, a pravilne geometrijske linije su često iskrivljene oblacima koji se formiraju zbog neravnina zemljine površine.
Sekundarni vrtlozi oblaka u ciklonima. Ponekad se u sistemu razvijenog kiklopa može naći nekoliko vrtloga oblaka. U ovom slučaju, centar jednog od njih - glavnog - obično se nalazi u blizini centra ciklona, a "sekundarni" vrtlozi, koji su sistem oblaka izolovan od glavnog vrtloga, pomereni su na periferiju ciklona. ciklon. Veličine sekundarnih oblačnih vrtloga su obično male, imaju oko 200-300 km u prečniku. Najčešće se sekundarni vrtlozi pojavljuju u zadnjem hladnom dijelu ciklona ispod ose termalnog korita. Njihov sistem oblaka formiran je od kumulusnih oblaka. U nekim slučajevima, sekundarni vrtlozi se pojavljuju sa stražnje strane sistema oblaka povezani s prednjom okluzijom, tada se sastoje od stratusnih i kumulusnih oblaka.
Istraživanja pokazuju da se u slučajevima kada se sekundarni vrtlog pojavi u zoni konvektivnih oblaka iza hladnog fronta ili blizu tačke okluzije, nakon određenog vremenskog perioda na ovom području javlja ciklon (val). Stoga su informacije o pojavi ovakvih vrtloga korisne u analizi sinoptičke pozicije, jer mogu poslužiti kao znak ciklogeneze na hladnom frontu ili blizu tačke okluzije.