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Fasi di sviluppo di cicloni e anticicloni. Fasi di sviluppo di un ciclone tropicale Fasi di sviluppo di un ciclone

Come è stato mostrato in precedenza, il confine tra l'aria fredda proveniente dalle latitudini temperate e l'aria relativamente calda delle latitudini inferiori è chiamato fronte delle latitudini temperate o fronte polare. Questo fronte polare è abbastanza grande. Con piccoli spazi vuoti, circonda l'intero pianeta. È su questo fronte polare che sorgono depressioni di latitudini temperate (Fig. 2).

Figura 2.- Evento di un ciclone.

La formazione (origine) delle depressioni è facilitata da una grande differenza di temperatura tra le masse d'aria calda e fredda. A queste latitudini, come è noto, predomina il trasferimento occidentale. Affinché un ciclone si formi sul fronte polare, l'aria calda deve spostarsi verso est a una velocità maggiore rispetto all'aria fredda. Di norma, tali depressioni iniziano come disturbi delle piccole onde sulla superficie frontale. Non appena appare un'onda, l'aria calda si precipita a nord e l'aria fredda a sud. Si verifica un turbine. L'aria calda sale lentamente su un cuneo di aria fredda su un fronte caldo; aria fredda incuneata (perdite) sotto l'aria calda nella parte anteriore fredda. Inizia sulla superficie della Terra e si diffonde gradualmente verso l'alto. Allo stesso tempo, c'è una caduta di pressione al centro; in altre parole, la depressione si approfondisce.

Il fronte freddo si muove più velocemente del fronte caldo. I fronti si attorcigliano e si fondono. Questo è chiamato occlusione (Fig. 3).

Figura 3.- Sviluppo dell'occlusione.

Davanti al fronte di occlusione c'è aria fredda che era davanti al fronte caldo, dietro il fronte di occlusione c'è aria fredda, che prima era dietro il fronte freddo. L'aria calda è forzata verso l'alto. Alla Terra, la differenza di temperatura tra le masse d'aria diminuisce e, poiché l'aria è fredda, la pressione aumenta.

È chiaramente visibile un vorticoso fronte di occlusione, una lunga striscia di freddo con denso nubi cumuliformi, un breve tratto di fronte caldo con un'ampia zona di nubi stratiformi; spazi senza nuvole dietro un fronte freddo.

Nel caso generale, per tutti i cicloni, si distinguono condizionatamente:

1) stadio di accadimento– dall'inizio della comparsa dei segni dell'emergere di una circolazione ciclonica chiusa, alla prima isobara chiusa. Questa fase dura solitamente meno di 12 ore;

2) fase del ciclone giovane(palcoscenico scanalature) - dal momento della comparsa della prima isobara chiusa sulla mappa sinottica di superficie fino al momento della fine dell'approfondimento intensivo. Questo dura circa due giorni;

3) fase di massimo sviluppo- la pressione al centro del ciclone cambia leggermente, inizia occlusione;

4) fase di riempimento– dal momento dell'intenso aumento della pressione al centro del ciclone alla scomparsa della circolazione ciclonica chiusa a superficie terrestre. Le ultime due fasi di solito durano 3-4 giorni.

Per i cicloni frontali si distinguono le seguenti fasi:

1) stadio d'onda- lo stesso della fase di accadimento;

2) fase del ciclone giovane– prima dell'inizio del processo di occlusione;

3) fase di occlusione– dall'inizio dell'occlusione alla scomparsa del ciclone. Questa fase per cicloni non frontali comprende la fase di massimo sviluppo e la fase di riempimento.

serie di cicloni.

Il numero di depressioni nella famiglia varia, ma il più delle volte è quattro. Tutti i cicloni sono in diversi stadi di sviluppo. Il primo occlude, mentre il secondo può essere solo incipiente. I cicloni sono generalmente separati da creste alta pressione, che forniscono brevi periodi tempo sereno tra piogge prolungate. Questa famiglia è completata da un anticiclone nelle regioni subtropicali.

Il primo ciclone della catena successiva si forma molto più a nord, sul fronte polare restaurato.

Rigenerazione ciclonica.

A volte il riempimento iniziale del ciclone è sostituito dal suo nuovo approfondimento. più ampiamente sotto rigenerazione si comprende qualsiasi forte rafforzamento di un ciclone (simile a un anticiclone).

La rigenerazione del ciclone avviene:

1) quando un nuovo fronte principale entra nel sistema di un ciclone esistente;

2) quando un nuovo centro si sviluppa in prossimità del centro di un ciclone esistente con la loro successiva fusione o quando il vecchio si riempie rapidamente.

Sia nel primo che nel secondo caso è obbligatoria l'invasione di una nuova porzione di aria fredda nella parte posteriore del ciclone. In alcuni casi, i processi di rigenerazione si verificano ripetutamente, il che supporta l'esistenza a lungo termine di estesi cicloni a bassa mobilità, che interrompono a lungo il trasporto occidentale. Sono chiamati bloccanti o centrali.

Dopo la rigenerazione, il ciclone segue lo stesso percorso di sviluppo della formazione barica appena emersa, ma sullo sfondo di più bassa pressione. Il ciclone occluso rigenerato ha segni esterni giovane ciclone, perché ha un settore caldo con condizioni meteorologiche caratteristiche.

Pertanto, 1) si formano cicloni frontali sul fronte polare (fronte delle latitudini temperate) a causa della comparsa di un'onda su di esso, e quindi un settore caldo con rami caldi e freddi del fronte. Pochi giorni dopo, i fronti caldo e freddo si fondono e il centro del ciclone è costretto a spostarsi verso nord. Ora è in una massa fredda relativamente omogenea. Senza energia per sostenere la sua esistenza, il ciclone scompare. Ci vuole circa una settimana.

2) i cicloni di solito seguono in una serie, di solito quattro. Ogni ciclone successivo si trova a sud del precedente. Il primo della serie è il più antico, che si trova nella fase di occlusione. La serie si conclude con un ciclone nella fase incipiente. Si spostano a est o nord-est (sud-est nell'emisfero meridionale) e gradualmente si riempiono.

I disturbi atmosferici delle latitudini extratropicali - cicloni e anticicloni - si verificano principalmente sulla principale fronti atmosferici, cioè. sui fronti tra aria polare (temperata) e tropicale o tra aria artica e polare.

Solo una parte insignificante dei vortici sottosviluppati e lenti sorge sotto l'azione termica diretta del PP. L'emergere sulla superficie dei fronti principali di enormi onde con lunghezze dell'ordine di 1000 km o più può portare a un'interruzione della temperatura e del vento nella parte anteriore e la forza di deviazione della rotazione terrestre che agisce sui flussi d'aria contribuisce alla generazione di vortici di mesoscala - cicloni e anticicloni.

Gli anticicloni hanno origine nelle creste delle onde atmosferiche ultralunghe su un fronte sedentario. Un'analisi delle situazioni sinottiche mostra che gli anticicloni intermedi hanno origine in una massa d'aria fredda dietro il fronte freddo dell'ultimo ciclone di una serie. Nelle parti centrali degli anticicloni, i fronti atmosferici non possono passare, sebbene rimangano alcune asimmetrie di temperatura. Alla periferia degli anticicloni possono passare linee di fronti atmosferici.

Gli anticicloni nel processo del loro sviluppo attraversano tre fasi: origine, massimo sviluppo e distruzione. Nella prima fase del loro sviluppo, gli anticicloni sono formazioni bariche basse sotto forma di creste senza isobare chiuse. L'aumento advettivo della pressione è dovuto all'afflusso di aria fredda davanti all'asse del colmo. Nella fase di massimo sviluppo, gli anticicloni hanno diverse isobare chiuse.

Lo stadio finale degli anticicloni (fase di distruzione) è caratterizzato dalla simmetria termica: l'anticiclone diventa una formazione ad alto contenuto barico.

Gli anticicloni occupano vaste aree di continenti o oceani (3000-4000 km di diametro). Anticicloni particolarmente potenti si formano in inverno sui continenti e in estate - nelle regioni subtropicali del Pacifico e Oceano Atlantico. Nella maggior parte dei casi, la pressione al centro dell'anticiclone sopra la superficie è di 1020 - 1030 hPa. Le regioni centrali degli anticicloni sono caratterizzate da piccoli gradienti di pressione. Verso la periferia aumentano le pendenze e, di conseguenza, aumentano le velocità del vento. Le più alte velocità del vento si osservano più spesso nelle periferie nord-orientali e orientali degli anticicloni, la più bassa - a ovest.

Gli anticicloni si muovono principalmente da ovest a est con velocità inferiori rispetto ai cicloni. La velocità media degli anticicloni è di 25-30 km/h, ma può raggiungere valori elevati (50-80 km/h). Con lo sviluppo degli anticicloni, la loro velocità di movimento diminuisce e diventano formazioni bariche inattive. La ricorrenza degli anticicloni nella metà calda dell'anno sugli oceani è maggiore che in quella fredda.

Gli schemi considerati di origine e sviluppo di cicloni e anticicloni riflettono solo le loro caratteristiche principali. In condizioni reali, potrebbero esserci deviazioni significative da questi schemi. Facoltativamente, il ciclone attraversa tutte e quattro le fasi di sviluppo. La sua fase iniziale - la fase di un'onda frontale - può avvenire su fronti freddi e talvolta caldi che si muovono lentamente.

A causa dell'asimmetria termica secondaria, potrebbero esserci differenze nell'ultima fase di sviluppo del ciclone, quando il ciclone può approfondire anche dopo l'occlusione. Ciò accade particolarmente spesso nei casi in cui è presente aria fredda. la parte posteriore del ciclone è più calda che davanti.

L'approfondimento dei cicloni (spesso fino a 950 - 960 hPa) dovuto all'asimmetria termica secondaria porta ad un aumento della durata dei cicloni.

Quando vengono generati cicloni particolarmente profondi con vento di tempesta masse d'aria tre tipi principali: TV, PV (UV) e AV. Tali cicloni hanno spesso origine nella stagione fredda sul Nord Atlantico e sull'Oceano Pacifico nord-orientale.

N. 53,54 Meteo in cicloni e anticicloni.

Tipicamente, il tipo di tempo ciclonico è associato a tempo nuvoloso con precipitazioni e forti venti. Gli anticicloni, al contrario, sono identificati con tempo nuvoloso senza precipitazioni e venti deboli. Tuttavia, una tale rappresentazione è molto generale, in primo luogo, perché le condizioni meteorologiche in questi vortici su larga scala dipendono dal settore in cui si trova la nave rispetto ai loro centri e, in secondo luogo, dalle caratteristiche individuali di cicloni e anticicloni.

Tempo atmosferico nei cicloni extratropicali, sono determinati dalle proprietà delle masse d'aria, dall'intensità dei cicloni e dall'attività dei fronti, dalle velocità dei movimenti d'aria verticali, caratteristiche geografiche area, la stagione dell'anno, le proprietà della superficie sottostante, lo stadio del loro sviluppo, ecc.

Il carattere ciclonico più tipico del tempo è espresso in un giovane ciclone. In questo caso si distinguono tre zone con condizioni meteorologiche nettamente diverse

Zona 1 - parte anteriore e centrale del ciclone. Le condizioni meteorologiche qui sono determinate da una massa d'aria stabile e fredda e da un fronte caldo in avvicinamento. Con il rapido approfondimento del ciclone e una significativa umidità dell'aria, si formano nubi di nimbostratus, che spesso catturano la parte superiore del settore caldo, da cui cadono intense precipitazioni.

ki. In inverno, in questi casi, si può osservare un forte deterioramento della visibilità e in estate è possibile un temporale. A bassi valori di umidità dell'aria, il sistema nuvoloso non ha il tempo di svilupparsi completamente, quindi le precipitazioni in questo caso sono meno intense e più spesso pioviggine.

Zona 2 - la parte posteriore del ciclone dietro il fronte freddo Il tempo qui è determinato da

versato da una massa d'aria fredda e instabile e dalle proprietà di un fronte freddo

davanti. Con un'elevata umidità e una notevole instabilità in questa zona fredda, precipitazioni e temporali non sono rari. Nelle immediate vicinanze del fronte, il vento è burrascoso, sono possibili tornado. Man mano che si schiarisce (dietro la fredda linea del fronte), la visibilità migliora e può essere significativa (soprattutto nella stagione di Noè quando si naviga nei mari polari), Pressione atmosferica La zona 3 sta crescendo, un settore caldo tra i fronti. La natura del tempo qui è determinata da una massa d'aria calda e stabile: nuvolosità, nubi di strati o nimbostrati continue o significative, precipitazioni nuvolose e pioviggine, nebbie advettive, scarsa visibilità, venti moderati e deboli, bassa pressione (percorso uniforme o caduta debole ). Onde alte e lunghe, la formazione di ghiaccio è possibile in inverno. In un giovane ciclone, l'aria calda si muove più velocemente del vortice stesso, quindi sempre più porzioni di aria calda fluiscono verso il ciclone, scendono lungo il cuneo di aria fredda nella sua parte posteriore e si alzano davanti. A poco a poco, il settore caldo del ciclone si restringe e arriva un momento in cui il fronte freddo in rapido movimento (la sua velocità è 0,8 della velocità del vento geostrofico) supera quello caldo e si fonde con esso. Regioni centrali i cicloni vicino alla superficie terrestre sono pieni di aria fredda e il settore caldo viene respinto negli strati più alti. Questo è il processo di occlusione del ciclone.

In un ciclone occluso, le zone di condizioni meteorologiche prevalenti possono essere distinte in modo simile alla sua tipizzazione in un ciclone giovane. A differenza di un ciclone giovane, il settore caldo in un ciclone occluso è completamente assente o si trova alla periferia del ciclone. Pertanto, in un ciclone occluso, si distinguono praticamente solo due zone di condizioni meteorologiche prevalenti: la vasta regione anteriore del ciclone davanti al fronte di occlusione e la parte posteriore dietro il fronte di occlusione. Le condizioni meteorologiche qui sono determinate dalle proprietà delle masse d'aria su entrambi i lati del fronte di occlusione. La natura del tempo nella parte anteriore di un ciclone occluso nella stagione fredda è determinata dal fronte caldo dell'occlusione e, nella stagione calda, dal fronte freddo dell'occlusione. Le condizioni meteorologiche nella parte posteriore di un ciclone occluso sono simili alle condizioni meteorologiche nella parte posteriore di un giovane ciclone. Quando il ciclone si riempie, la zona di precipitazione si rompe in sezioni separate, i fronti vengono sbiaditi e

Le condizioni meteorologiche si stabilizzano gradualmente in tutti i settori del ciclone.

La velocità del vento nel ciclone raggiunge il suo massimo subito dopo l'inizio dell'occlusione. Regione le velocità più elevate il vento si trova a una distanza di 1/3 del raggio del vortice vicino al fronte atmosferico freddo. L'inizio dell'occlusione del ciclone è un punto di svolta nel suo sviluppo.

ornato. La depressione barica raggiunge la sua massima profondità vicino alla superficie terrestre e il ciclone diventa una formazione barica alta e fredda. In futuro inizia la fase di riempimento del ciclone: la pressione atmosferica inizia a crescere, la velocità della luce e il numero di isobare diminuiscono di volta in volta.

Tempo in un anticiclone. Ci sono 6 tipi di tempo in un anticiclone.

La parte centrale dell'anticiclone è caratterizzata da 2 tipi di tempo: principale e aggiuntivo. Gli intensi movimenti d'aria discendenti (cedimento) nella parte centrale dell'anticiclone portano al fatto che qui prevalgono tempo sereno, nuvoloso, venti deboli o calma, gelido in inverno e caldo (caldo) in estate. Ma se un. è nella sua ultima fase - la fase di distruzione, quindi sotto lo strato di inversione causato dal riscaldamento adiabatico dell'aria discendente si possono osservare significative e continue nubi di stratocumuli e forme di strati, non sono rare nebbie, su grandi industrie. città - smog. A orario invernale qui moderato tempo freddo con leggere nevicate. In estate, con un tipo aggiuntivo, si osserva spesso un clima soffocante e umido.

Le condizioni meteorologiche alle periferie degli anticicloni ben sviluppati sono simili alle condizioni meteorologiche nei settori adiacenti dei cicloni vicini. Ad esempio, la periferia orientale (E) di un anticiclone è adiacente alla parte posteriore del ciclone dietro il suo fronte freddo, quindi qui possono svilupparsi nubi cumuliformi, rovesci, temporali, raffiche e vento burrascoso ecc. La periferia occidentale (W), al contrario, è adiacente al fronte del ciclone e il tempo qui sarà determinato da una massa d'aria fredda e stabile e da un fronte caldo in avvicinamento. Nubi di Spindrift sono sostituiti da cirro-stratificato, poi alto-stratificato e, infine, stratificato e stratificato-nimbostratus. Nella stagione fredda, qui cade spesso la neve. La periferia settentrionale dell'anticiclone, di regola, confina con il settore caldo del ciclone e in queste aree si osservano nubi di strati e nimbostrati bassi (400 - 800 m) con pioviggine e precipitazioni sovrapposte, le nebbie advettive non sono rare, soprattutto nelle aree delle calde correnti oceaniche. Nella parte meridionale, pennato, pennato-stratificato e talvolta alto-stratificato e nuvole di strati, causato dalla parte settentrionale del ciclone o dal suo fronte caldo.

Gli anticicloni a basso movimento ea lungo termine si distinguono per la presenza di sezioni frontali di accumulo alla periferia occidentale, che hanno ampi gradienti termodinamici e, di conseguenza, forti venti, potenti sistemi nuvolosi, precipitazioni e temporali.

Figura 2.- Evento di un ciclone.

Il fronte freddo si muove più velocemente del fronte caldo. I fronti si attorcigliano e si fondono. Questo è chiamato occlusione (Fig. 3).

Figura 3.- Sviluppo dell'occlusione.

Sono chiaramente distinguibili un fronte di occlusione vorticoso, una lunga fascia di fronte freddo con dense nubi cumuliformi, una breve sezione di un fronte caldo con un'ampia zona di nubi stratiformi; spazi senza nuvole dietro un fronte freddo.

Nel caso generale, per tutti i cicloni, si distinguono condizionatamente:

1) stadio di accadimento– dall'inizio della comparsa dei segni dell'emergere di una circolazione ciclonica chiusa, alla prima isobara chiusa. Questa fase dura solitamente meno di 12 ore;

3) fase di massimo sviluppo- la pressione al centro del ciclone cambia leggermente, inizia occlusione;

4) fase di riempimento– dal momento dell'intenso aumento di pressione al centro del ciclone alla scomparsa della circolazione ciclonica chiusa in prossimità della superficie terrestre. Le ultime due fasi di solito durano 3-4 giorni.

Per i cicloni frontali si distinguono le seguenti fasi:

1) stadio d'onda- lo stesso della fase di accadimento;

2) fase del ciclone giovane– prima dell'inizio del processo di occlusione;

3) fase di occlusione– dall'inizio dell'occlusione alla scomparsa del ciclone. Questa fase per cicloni non frontali comprende la fase di massimo sviluppo e la fase di riempimento.

serie di cicloni.

Il numero di depressioni nella famiglia varia, ma il più delle volte è quattro. Tutti i cicloni sono in diversi stadi di sviluppo. Il primo occlude, mentre il secondo può essere solo incipiente. I cicloni sono solitamente separati da creste ad alta pressione che forniscono brevi periodi di tempo sereno tra lunghi periodi di precipitazioni. Questa famiglia è completata da un anticiclone nelle regioni subtropicali.

Il primo ciclone della catena successiva si forma molto più a nord, sul fronte polare restaurato.

Rigenerazione ciclonica.

La rigenerazione del ciclone avviene:

1) quando un nuovo fronte principale entra nel sistema di un ciclone esistente;

2) quando un nuovo centro si sviluppa in prossimità del centro di un ciclone esistente con la loro successiva fusione o quando il vecchio si riempie rapidamente.

Dopo la rigenerazione, il ciclone segue lo stesso percorso di sviluppo della formazione barica appena emersa, ma sullo sfondo di una pressione inferiore. Il ciclone occluso rigenerato ha i segni esterni di un ciclone giovane, perché ha un settore caldo con condizioni meteorologiche caratteristiche.

Le perturbazioni atmosferiche delle latitudini extratropicali - cicloni e anticicloni - si verificano principalmente sui principali fronti atmosferici, cioè sui fronti tra aria polare (temperata) e aria tropicale o tra aria artica e polare.

Solo una parte insignificante dei vortici sottosviluppati e lenti sorge sotto l'azione termica diretta del PP.

L'emergere di enormi onde con lunghezze dell'ordine di 1000 km o più sulla superficie dei fronti principali può portare a un'interruzione della temperatura e del vento nella parte anteriore e la forza di deviazione della rotazione terrestre che agisce sui flussi d'aria contribuisce alla generazione di vortici di mesoscala - cicloni e anticicloni. In questo caso, la superficie frontale e la linea del fronte sulla superficie terrestre subiscono deformazioni ondulatorie. In alcune zone (nelle creste delle onde) il fronte devia alle basse latitudini, in altre (nelle valli delle onde frontali), alle alte latitudini. Allo stesso tempo, le correnti d'aria perdono il loro carattere zonale e compaiono lingue di aria fredda e calda - sezioni di fronti freddi e caldi. Nelle valli delle onde frontali si sviluppano movimenti ciclonici e si formano le cadute di pressione - i cicloni. Le parti centrali dei cicloni si trovano direttamente sul fronte, e quindi il fronte lo attraversa regioni interne cicloni. Davanti al ciclone, il fronte si sposta alle alte latitudini e ha il carattere di un fronte caldo. Nella parte posteriore del ciclone, il fronte si sposta a basse latitudini e ha il carattere di un fronte freddo. Allo stesso tempo, entrambi sono sezioni dello stesso fronte principale. I sistemi nuvolosi e di precipitazione caratteristici dei fronti sorgono e si sviluppano nei corrispondenti tratti dell'ex fronte stazionario a lento movimento (Fig. 28).

Figura 9. Fasi di un ciclone: a – giovane;
b - circondato.

Riso. 28. Fasi di sviluppo di un ciclone extratropicale:

a - fronte sedentario sulla carta meteorologica di superficie; 6 – disturbi dell'onda su un fronte sedentario; c - la formazione di un ciclone su un fronte sedentario stazionario; d - giovane ciclone

Un fronte freddo in un ciclone sempre più profondo si muove più velocemente di uno caldo. La velocità di movimento del fronte freddo è circa 0,8 della velocità del vento geostrofico e il fronte caldo non supera lo 0,65 del suo valore. A causa di questa discrepanza, in primo luogo, il profilo della curvatura ondulatoria delle superfici frontali non sarà simmetrico: i fronti caldo e freddo hanno un rigonfiamento in una direzione e, in secondo luogo, con un aumento dell'ampiezza del disturbo , il settore caldo del ciclone si restringe costantemente, poiché il fronte freddo supera gradualmente quello caldo. Al momento della chiusura dei fronti, la parte centrale del ciclone vicino alla superficie terrestre viene riempita di aria fredda e l'aria calda viene respinta negli strati più alti.

Questa è la terza fase dello sviluppo del ciclone: la fase dell'occlusione. La fase di un giovane ciclone, che dura in media 12-24 ore, continua fino a quando l'aria calda rimane al centro del ciclone vicino alla superficie terrestre.

La fase di occlusione del ciclone è la fase di massimo sviluppo: è dopo l'inizio del ciclone che la velocità del vento nel ciclone raggiunge il suo valore massimo. In questo momento, la pressione più bassa si osserva vicino alla superficie sottostante nel ciclone e il ciclone diventa una formazione barica alta e fredda. In futuro, inizia l'ultima (quarta) fase di sviluppo del ciclone: la fase di riempimento: la pressione atmosferica aumenta, la velocità del vento diminuisce e il disturbo svanisce gradualmente.

Lo schema considerato di sviluppo dei cicloni extratropicali è tipico, ma non obbligatorio in tutti i casi. L'origine dei cicloni è possibile non solo su fronti stazionari, ma anche su fronti freddi e talvolta caldi che si muovono lentamente. Inoltre, l'inizio dell'occlusione non è necessariamente seguito da una fase di riempimento del ciclone. Se, dopo l'occlusione, permane nel ciclone qualche asimmetria termica secondaria a causa della differenza di temperatura dell'aria fredda davanti e dietro il fronte di occlusione, allora il ciclone può continuare ad approfondire anche dopo l'occlusione. Ciò si osserva particolarmente spesso quando l'aria fredda nella parte posteriore del ciclone è più calda rispetto alla parte anteriore del ciclone.

I cicloni extratropicali (frontali) più profondi con vento di tempesta si verificano quando le masse d'aria di tre tipi principali partecipano al processo di ciclogenesi: tropicale, polare e artico. Ad esempio, se il centro di un giovane ciclone che ha avuto origine sul fronte polare è vicino al fronte artico, l'aria artica entra nella regione del ciclone e ne aumenta il contrasto termico. In questo caso, i cicloni sono caratterizzati da una profondità speciale, grandi gradienti barici e corrispondenti velocità del vento. Tali cicloni hanno origine il più delle volte nel periodo autunno-inverno sul Nord Atlantico.

Il meccanismo di sviluppo degli anticicloni è anche strettamente correlato al processo di ciclogenesi. In sostanza, questo è un singolo processo associato a onde lunghe su un fronte stazionario.

Parte terza. Cicloni.

Basato sui materiali del libro "Meteorologia satellitare", M.A. German
Pubblicato il 25-11-2007

Vortici di nuvole

I vortici nuvolosi sono formazioni nuvolose a spirale su larga scala. Il termine "vortice di nuvole" è condizionale. Il centro di convergenza delle spirali è il centro del vortice di nubi. In un vortice nuvoloso ciclonico, la convergenza delle bande al centro nell'emisfero nord si osserva in senso antiorario, nell'emisfero sud, in senso orario. Al di fuori del ciclone, la struttura vorticosa è rara ed è sempre associata alla circolazione ciclonica al livello in cui si trovano le nuvole. Le forme e le squame delle nubi parassite cicloniche dipendono dalla natura della circolazione, dal contrasto di temperatura nella parte anteriore in cui si è formato il ciclone e, di conseguenza, dalla natura dei movimenti verticali nell'atmosfera. I cicloni grandi e ben sviluppati possono avere cicloni parziali che ruotano attorno al centro principale.In ogni vortice di nuvole, puoi trovare la spirale di nuvole principale, che è una fascia di nuvole con una larghezza da circa 100 a 400 km, la cui curvatura diminuisce gradualmente con la distanza dal centro del vortice di nuvole. In alcuni casi, i vortici nuvolosi possono avere diverse spirali. Di caratteristiche morfologiche, secondo la ricerca di Popova, si possono distinguere tre tipi principali di vortici di nubi cicloniche:

I principali tipi di vortici nuvolosi

1) vortici di nubi, costituiti da spirali di nubi regolari allungate ravvicinate a forma di spirale iperbolica o logaritmica (curve I e II). Le loro dimensioni lineari, di regola, superano i 1000 km. In un vortice di nuvole può esserci una di queste spirali, a volte due, raramente tre. Tali vortici di nuvole corrispondono a cicloni termicamente asimmetrici, sviluppati, isolati e per lo più mobili;

2) vortici nuvolosi di forma rotonda regolare, le loro dimensioni sono di 500–800 km di diametro (curve III e IIIa). Questi vortici sono costituiti da una o più spirali di nubi disposte simmetricamente, aspetto esteriore simile a una spirale di Archimede. Tali vortici nuvolosi sono associati a cicloni isolati, termicamente simmetrici, a basso movimento;

3)vortici nuvolosi irregolari forma bizzarra(curva IV). Tali vortici di nuvole hanno dimensioni diverse, da diverse centinaia a 1500-2000 km. Sorgono in un sistema ciclonico con una struttura complessa di campi barici e termici; si formano solitamente a seguito della rigenerazione o della fusione di due o più cicloni, nonché in conseguenza dell'emergere di nuovi cicloni e delle perturbazioni delle onde nel sistema del ciclone principale.

Ogni vortice di nuvole passa attraverso un certo ciclo vitale, durante la quale cambia la forma della sua spirale nuvolosa. Il ciclo di vita medio di un vortice di nubi, secondo le stime di Popova, è di circa 3,5 giorni. Molto spesso è possibile tracciare il vortice torbido entro 2-3 giorni. Dopo questo periodo, la copertura nuvolosa è solitamente deformata a tal punto che è molto difficile tracciarne la struttura a spirale. Ma in alcuni casi, lo stesso vortice nuvoloso può essere tracciato per 5-6 giorni. Pertanto, la divisione dei vortici nuvolosi nei tipi qui indicati è condizionale. Nel tempo cambia anche la nuvolosità, da cui si forma un vortice di nuvole. Nella fase iniziale della formazione di vortici ciclonici, è costituita principalmente da nubi stratiformi, che nel tempo vengono sostituite da nubi cumuliformi.

Fasi di sviluppo del ciclone

Nell'analisi sinottica sono noti quattro stadi di sviluppo del ciclone, che sono determinati dal grado di convergenza dei fronti freddo e caldo, mentre le immagini televisive e infrarosse consentono di distinguere lo stadio di sviluppo dalla struttura della nuvola stessa. Determinato un certo tipo La struttura delle nuvole parassite caratterizza il grado di sviluppo del ciclone. Questo fatto è dovuto al fatto che nel processo di sviluppo del ciclone, il suo sistema di nubi diventa sempre più di natura a spirale, formando un vortice di nubi ben formato.
Ritenere breve descrizione strutture di nuvolosità per le varie fasi di sviluppo del ciclone, che possono essere tracciate su immagini satellitari.

Nuvolosità dell'onda frontale

Quando si forma una perturbazione ondosa, la fascia nuvolosa corrispondente al fronte si espande su una sezione del fronte con una lunghezza di diverse centinaia di chilometri. L'espansione è solitamente osservata verso l'aria fredda. In ulteriori sviluppi le onde appaiono piegando la striscia di nubi verso l'aria fredda. La curvatura nella parte superiore dell'onda è accompagnata dall'ispessimento delle nuvole. La nuvolosità più potente e nelle immagini più luminosa si trova direttamente sopra la cima dell'onda, dove i movimenti d'aria ascendenti sono più intensi. Nella parte anteriore dell'array di nuvole, le nuvole di strati acquisiscono una struttura a bande. Le bande nuvolose coincidono con la direzione del wind shear verticale destro nell'atmosfera centrale. Nell'aria fredda, a volte si possono osservare una, due o più bande di nubi arcuate dietro una banda relativamente ampia di nuvolosità frontale, come se ripetesse la curvatura della banda frontale principale.
Ci sono relativamente poche nuvole nell'aria calda vicino al fronte, ma quando si verifica un'onda, a volte compaiono bande di nuvole, più o meno allungate lungo il flusso.

Onda frontale

Nel caso in cui l'onda sia debolmente sviluppata, espressa nella curvatura del fronte e formata da un'isobara chiusa, l'immagine mostra solitamente l'espansione della fascia nuvolosa, che non è accompagnata da un caratteristico piegamento ciclonico di quella parte del frontale fascia nuvolosa, che corrisponde al fronte freddo della parte posteriore dell'onda. Quando l'onda è ben sviluppata, due o tre isobare chiuse si trovano vicino alla superficie terrestre, si verificano cadute di pressione e si forma una zona di precipitazione. Ma un'onda del genere non può essere definita un giovane ciclone, poiché non c'è ancora una cresta termica pronunciata davanti all'onda e una depressione nella parte posteriore e la circolazione nella troposfera centrale non è chiaramente tracciata. In questi casi, le immagini televisive mostrano un notevole restringimento della banda delle nubi frontali fredde nella regione dell'onda.

Nuvolosità di un giovane ciclone

Questa fase di sviluppo del ciclone è caratterizzata dal fatto che l'array di nuvole acquisisce una struttura a vortice. La fascia della nuvola frontale continua a deformarsi. Con la sua posizione latitudinale, la sezione del fronte freddo, insieme al sistema nuvoloso, piega a sud, e nella parte superiore dell'onda si estende a nord.
La nuvolosità di un giovane ciclone ha una struttura a strisce, con le strisce che si muovono a spirale verso un punto, formando un vortice nuvoloso. Secondo Minina, il centro del vortice nuvoloso coincide con il centro del ciclone nei 3 km inferiori e si trova davanti alla depressione barica a un livello di 500 hPa.

Nella fase di un giovane ciclone, la nuvolosità più potente si osserva nella parte superiore di un settore caldo ancora ampio. Nel settore caldo del ciclone prevale il tempo nuvoloso. A volte possono apparire strette creste di nubi relativamente più luminose davanti a un fronte caldo, che sono orientate parallelamente al bordo della nuvolosità frontale. Queste creste indicano la presenza di aria più instabile prima di un fronte caldo, in cui in estate possono svilupparsi nubi cumuliformi. In alcuni casi, la vorticità della nuvolosità in un giovane ciclone può essere rintracciata piuttosto debolmente. Poiché lo stadio di un giovane ciclone non dura a lungo, questo sistema di nuvole non può sempre essere riparato da un satellite.
È noto che lo stadio di un giovane ciclone è caratterizzato dalla presenza di due o tre isobare chiuse in prossimità della superficie terrestre, da una circolazione ciclonica nettamente pronunciata negli strati inferiori della troposfera e dalla presenza di una calda cresta nella parte anteriore del il ciclone e una vasca fredda nella parte posteriore. In un tale ciclone, il confine della zona delle nubi vorticose coincide approssimativamente con l'isobara estrema chiusa.

Sistema cloud di un ciclone sviluppato

Nella fase di massimo sviluppo si verificano cambiamenti molto significativi e rapidi nella struttura con il sistema delle nuvole cicloniche. Acquisisce una forma a spirale pronunciata. Nella parte centrale, spirali nuvolose associate a fronti caldi e freddi si fondono in un'unica spirale, attorcigliandosi verso il centro di un ciclone d'alta quota.

Un ciclone in via di sviluppo sulla baia di Valencia

Molto spesso, l'indicatore della fase di massimo sviluppo del ciclone è il restringimento del settore caldo. In questo caso, le immagini TV mostrano chiaramente una diminuzione dello spazio senza nuvole o con nuvole basse tra il fronte caldo e quello freddo. Nella parte posteriore del ciclone è possibile tracciare una zona di nubi relativamente basse; qui si sviluppano intensamente creste di nubi cumuliformi, che sono allungate lungo le linee nello strato di attrito. Pertanto, lo stadio di un ciclone sviluppato è caratterizzato dalla formazione di quattro spirali: due nuvolose e due senza nuvole. Queste spirali convergono verso il centro della circolazione ciclonica a livello delle nuvole, con la spirale delle nuvole associata al fronte freddo che diventa dominante. Inizia la formazione di un fronte di occlusione, che è formato da due spirali di nubi intrecciate.

Nuvolosità del ciclone occluso

Un indicatore caratteristico di un ciclone occluso è che la fascia nuvolosa associata al fronte caldo si degrada completamente, lasciando solo una piccola sporgenza. Ampia fascia nuvolosa - la spirale nuvolosa principale del ciclone corrisponde solitamente al fronte dell'occlusione, che si trasforma in un fronte freddo, ha la forma di un'unica spirale. Una zona senza nuvole, che ha anche la forma di una spirale, si osserva molto spesso in prossimità della fascia nuvolosa. Una tale struttura nuvolosa di un ciclone occluso rimane stabile a lungo (fino a tre giorni).

Campi di cellule convettive possono essere osservati dietro il fronte freddo. Le cellule sono composte da nubi cumuliformi che si formano quando l'aria fredda inizia a riscaldarsi dalla superficie sottostante. La formazione di nubi di convezione indica una notevole instabilità dell'aria fredda. La quantità e la potenza delle nubi convettive possono essere diverse e dipendono dall'umidità dell'aria fredda, dal grado di stabilità e dallo stato della superficie sottostante.
All'aumentare del vento, i campi di celle convettive si formano in creste. Le creste sono orientate lungo vettori di wind shear verticali (il wind shear è il cosiddetto vento termico diretto lungo le isoterme) e quindi spesso convergono verso il centro freddo. I luoghi di convergenza delle creste indicano l'ubicazione delle zone fredde.
Il centro di un ciclone occluso si trova vicino alla sommità della spirale delle nubi, mentre il centro di un ciclone d'alta quota di solito corrisponde esattamente al centro del vortice delle nubi.
Nella parte posteriore del vortice nuvoloso si forma una zona chiusa di freddo, la posizione della dorsale termica rimane la stessa di quella di un ciclone in fase di massimo sviluppo. Il centro della massima caduta di pressione si trova nella parte anteriore della zona nuvolosa associata al fronte di occlusione e il centro di crescita è nella zona di schiarimento dietro il fronte freddo.
Nuvolosità del ciclone occluso. L'immagine di un ciclone occluso su immagini televisive e infrarosse è caratterizzata dalla presenza di un sistema di nubi a vortice isolato da bande nuvolose associate a sezioni frontali. I loop di nuvole in questo caso sono chiaramente separati l'uno dall'altro da intervalli con un'assenza quasi completa di nuvole.

Il sistema nuvoloso associato al fronte di occlusione e al fronte freddo si degrada in questa fase di sviluppo del ciclone e viene spinto alla periferia del ciclone. Nella fase di un ciclone occluso si possono osservare spirali nuvolose taglia piccola, formato da potenti cumuli e cumulonembi. Di solito si trovano nella parte posteriore del ciclone e sono più spesso osservati in periodo estivo. Il sistema cloud di un ciclone occluso può esistere per diversi giorni. In figura è mostrato il sistema cloud del ciclone rigenerato. In conclusione, notiamo che la struttura delle nubi considerata dei cicloni nei vari stadi di sviluppo è tipica, ma non copre l'intera varietà di forme che si verificano in natura.
Basti pensare che la struttura a spirale delle nuvole può essere tracciata dal satellite lontano da tutti i cicloni. Se la presenza di un vortice nuvoloso nella maggior parte dei casi indica la presenza di un ciclone, allora non è sempre vero il contrario.
Sopra la superficie omogenea degli oceani, il modello di nuvolosità in un ciclone è più chiaro e i turbini di nuvole sono tracciati sotto forma di figure regolari. Su terreni accidentati, lo schema delle nuvole è più complesso e le linee geometriche regolari sono spesso distorte dalle nuvole che si formano a causa dell'irregolarità della superficie terrestre.
Vortici di nuvole secondarie nei cicloni. A volte nel sistema di un ciclope sviluppato si possono trovare diversi vortici di nuvole. In questo caso, il centro di uno di essi - quello principale - si trova solitamente vicino al centro del ciclone, e i vortici "secondari", che sono un sistema nuvoloso isolato dal vortice principale, sono spostati alla periferia del ciclone. Le dimensioni dei vortici di nubi secondarie sono generalmente piccole, hanno un diametro di circa 200-300 km. Molto spesso, vortici secondari compaiono nella parte fredda posteriore del ciclone sotto l'asse della depressione termica. Il loro sistema di nubi è formato da nubi cumuliformi. In alcuni casi, vortici secondari compaiono dal lato posteriore del sistema di nubi associato al fronte di occlusione, quindi sono costituiti da strati e cumuli.
Gli studi dimostrano che nei casi in cui un vortice secondario è apparso nella zona delle nubi convettive dietro un fronte freddo o vicino al punto di occlusione, un ciclone (onda) è apparso in quest'area dopo un certo periodo di tempo. Pertanto, le informazioni sull'aspetto di tali vortici sono utili nell'analisi della posizione sinottica, poiché possono servire come segno di ciclogenesi su un fronte freddo o vicino al punto di occlusione.