Циклон это область низкого давления

Географ Дарья Гущина об атмосферном давлении, метеорологии и циклонах

Поделиться статьей

Вопрос о завтрашней погоде интересует каждого человека. Мы проводили опрос среди студентов географического факультета Московского университета, который показал, что в летнее время есть 3% людей, не интересующихся прогнозом погоды. У нас, в умеренных широтах, погода заслуживает внимания, потому что она хаотична. Это связано с творцами погоды в умеренных широтах — системами циклона и антициклона. Сегодня мы изучим циклоны. Циклоны и антициклоны — атмосферные вихри огромного масштаба. В умеренных широтах средний диаметр циклона составляет 2000 километров, а антициклона — 4000 километров. С циклонами связаны разнообразные условия погоды, поэтому начать стоить не с последствий, а с определения. Циклон — область с пониженным давлением, в центре которой давление максимально низкое. Определять циклон только через показатели атмосферного давления неправильно, потому что это целый комплекс погодных условий: атмосферные фронты, виды облаков и осадки. Циклон сменяет несколько режимов погоды, поэтому важно спрогнозировать его возникновение, эволюцию и исчезновение. Это один из главных вопросов в изучении погоды.

Рассмотрим историю изучения циклона и причины, из-за которых он так интересен. В первую очередь это связано с погодными характеристиками: атмосферное давление и ветер, которые сильно зависят друг от друга. Распределение атмосферного давления связано с неравномерным нагревом атмосферы, а он — с солнечной энергией. Из-за наклона земной оси одна часть планеты получает больше солнечной энергии, чем другая, поэтому возникает разница температуры — градиент температуры. Неравномерно нагретый воздух имеет разную температуру и плотность, а значит, и разный вес. Атмосферное давление — вес столба воздуха, расположенного от точки, от которой вы отсчитываете, до верхней границы атмосферы. Разная температура приводит к разному давлению на Земле.

Если в атмосфере есть разное давление, то воздух перемещается из областей высокого давления в область низкого. Так учат в школе, но на самом деле воздух дует из области высокого давления в область низкого только в приэкваториальной зоне, потому что в этой зоне равна нулю сила Кориолиса — сила, связанная с вращением Земли. Если рассмотреть ситуацию 5-го градуса северной и южной широты, то вклад силы Кориолиса растет, поэтому в умеренных широтах перемещение воздуха — это результат действия двух сил: силы Кориолиса и силы барического градиента — это сила, которая связана с разницей давления. У нас движение воздуха происходит без ускорения, а иначе атмосфера разогналась бы до безумных скоростей и улетела. Существуют порывы ветра, и ветер часто меняется, но если усреднить показания за большой промежуток времени, то ускорение будет нулевое. Вспомним второй закон Ньютона: сумма сил равна массе, умноженной на ускорение. Если у нас ускорение равно нулю, то сумма сил тоже равняется нулю. В простом приближении сила Кориолиса уравновешивает силу барического градиента, изменяя направление перемещения тела и отклоняя его. Предположим, сила градиента направлена с юга на север. Чтобы сила Кориолиса ее уравновешивала, она должна быть направлена с севера на юг, так как она действует только под 90 градусов к направлению движения. В результате получается преобладающее направление перемещения в умеренных широтах с запада на восток. Ветер дует не перпендикулярно линиям равного давления из высокого в низкое, а параллельно. Если циклон — замкнутая область низкого давления, состоящая из круглых линий равного давления — изобаров, то в атмосферном вихре воздух будет дуть по кругу, а в циклоне в Северном полушарии — против часовой стрелки.

Вопрос о том, откуда дует ветер, во многом определяет прогноз погоды, потому что северный ветер чаще будет приносить холодный воздух, а южный ветер — теплый. Из-за этих факторов в передней части циклона, где адвекция тепла и ветры с юга, возникает теплый сектор, и приходит теплая воздушная масса, а в тылу циклона, на его западной и северо-западной периферии, вторгаются холодные воздушные массы, и ветер дует с севера. Связь между погодой и тем, откуда дует ветер, заметил Аристотель. Он давал ветрам причудливые имена, например Апраксий, и с каждым ветром связывал определенные условия погоды. Один был холоден, другой горяч и сух, поэтому уже в Древней Греции понимали, что погода зависит от направления ветра.

Циклон определяет условия погоды не только благодаря направлению ветра. Мы упоминали только силу барического градиента и силу Кориолиса, но в приземном слое действует еще одна сила — сила трения. Она тоже влияет на направление движения, отклоняет ветер в сторону низкого давления. Представьте себе: там, где трения нет, ветер в циклоне дует по кругу против часовой стрелки. Там, где трение есть, в нижнем двухкилометровом слое, потоки воздуха будут отклоняться к центру циклона, и в центре произойдет сходимость потоков — конвергенция. После конвергенции воздух не может уйти в землю, и он устремляется вверх, поэтому в центре циклона воздух всегда поднимается, расширяется и охлаждается. В воздухе начинается конденсация водяного пара, образуются облака и осадки. Циклон чаще всего связывают с облачной погодой.

Первый человек, который нанес изменения давления на географическую карту и открыл циклон, — немецкий метеоролог Вильгельм Брандес. Он обратил внимание на связь циклонов с плохой погодой. Это не до конца корректное убеждение сохранялось на протяжении практически ста лет, потому что только в начале XX века группа норвежских метеорологов открыла, что условия в циклоне более разнообразны. Изначально падение давления или приближение циклона связывалось с плохой погодой. В XX веке это определяли по падению показателей барометра. Другой метеоролог и контр-адмирал Роберт Фицрой, которого называют отцом синоптической метеорологии, обязал всех капитанов судов и всех людей, занимающихся рыболовством в прибрежных зонах, приобрести барометры, чтобы по падению давления они могли судить о приближающемся ухудшении погоды и подготовиться. Эта идея спасла жизнь многим мореплавателям, хотя некоторые организаторы морских путешествий относились к нововведению скептически, потому что падение давления не всегда сопровождается плохой погодой, но это поняли позже. К сожалению, Роберта Фицроя травили в прессе и ругали за плохие прогнозы погоды — в основном люди, которые теряли деньги на этом. Весь этот негатив привел к трагедии: Роберт Фицрой в 60 лет покончил жизнь самоубийством.

Вернемся к группе норвежских метеорологов, которые обнаружили связь циклона с разными условиями погоды. Все из-за того, что он состоит из трех разных воздушных масс и зон, которые разделяют массы. Понятия «воздушная масса» и «зона раздела», которую норвежцы назвали атмосферным фронтом, — это важные элементы структуры циклонического образования. Интересный факт: все знают, что на экваторе теплее, а у полюсов холоднее и температура от экватора к полюсу падает. При этом она могла бы падать равномерно, 1 градус на каждые 100 километров, но наша атмосфера организована не так. Над пространствами в тысячи километров свойства воздуха однородны, поэтому эти гигантские объемы с относительно однородными свойствами, схожими температурой и влажностью называют воздушными массами. На земном шаре существует четыре типа таких масс: арктические, антарктические, тропические и экваториальные. Между такими массами есть узкие зоны раздела, где сталкиваются теплый и холодный воздух. Длина зоны раздела не больше сотни километров, а иногда меньше. От столкновения разных воздушных потоков пошел термин «атмосферный фронт» — пространство, где сталкиваются теплый и холодный воздух, Атмосферный фронт формирует мощные облака, которые дают интенсивные осадки. Для того чтобы воздух сталкивался, воздушные потоки должны сходиться, а сходятся они вдоль оси пониженного давления, поэтому в циклонах атмосферные фронты будут более выражены, нежели в областях повышенного давления — антициклонах.

В каждом циклоне существуют две холодных воздушных массы и одна теплая, которые разделяет теплый и холодный фронт. В передней части циклона, где ветер дует с юга, формируется теплый фронт, потому что теплый воздух наступает на холодный. На теплом фронте образуются слоистообразные облака и идут долгие осадки. Перед теплым фронтом воздух холоднее, поскольку воздух всегда поднимается в циклоне и образует облака, но осадки идут только вблизи центра циклона, ближе к окраине они прекращаются. За теплым фронтом приходит теплая воздушная масса, которая формирует слоисто-кучевые облака, сплошным слоем покрывает небо облаками, но осадки при таких облаках слабые, малоинтенсивные или их нет вообще. Исключение — лето: в умеренных широтах летом развиваются конвективные облака и появляются грозы. Интересный факт: в таком теплом воздухе грозы бывают не днем, а ночью, поэтому если вы столкнулись с ночной грозой, то можете быть уверены, что к вам пришел теплый тропический воздух.

Мы рассмотрели три типа погоды в циклоне: в передней части облака без осадков, дальше теплый фронт с продолжительными осадками и слоистообразными облаками, затем потепление, морось, погода, связанная с высокими температурами (зимой это оттепели и повышение температуры воздуха выше 0 °C). В западной и северо-западной части циклона надвигается холодный воздух, вытесняя теплый. Под давлением холодных воздушных потоков теплый воздух резко устремляется вверх и образует огромный вал — гряду кучево-дождевых облаков. С наступлением холодного фронта приходят шквалы, грады, грозы, ливневые осадки. Несмотря на свою опасность, холодный фронт имеет меньшую ширину, чем теплый, поэтому осадки идут не 10 часов, а час. Другой интересный факт о холодном фронте — это зарядовый характер. Весной, когда появилось солнышко и все настраиваются на лето, часто приходят свинцово-серые тучи, а иногда выпадает снег на фоне повышенных температур. Он выпал, мы сжали зубы, переждали, и опять светит солнышко. Это явление называют зарядами холодного фронта. За холодным фронтом небо проясняется, образуются кучевые облака, которые не дают осадков. Летом осадки выпадают, когда за холодным фронтом, в тылу циклона, приходит влажный воздух с Атлантики.

Атмосферные фронты. Циклоны и антициклоны

Поскольку над территорией нашей страны постоянно действуют различные воздушные массы, то они непременно встречаются. Что образуется в месте контакта различных воздушных масс и как сказывается это на климате России, вы и узнаете из этого урока. А также вы познакомитесь с новыми понятиями «атмосферные фронты», «циклоны» и антициклоны».

Атмосферные фронты

Погода на территории нашей страны неустойчива. Особенно это проявляется в европейской части России. Это происходит из-за того, что встречаются разные воздушные массы: теплые и холодные. Воздушные массы отличаются по свойствам: температуре, влажности, запыленности, давлению. Атмосферная циркуляция позволяет воздушным массам перемещаться из одной части в другую. Там, где соприкасаются разные по свойствам воздушные массы, формируются атмосферные фронты.

Атмосферные фронты наклонены к поверхности Земли, их ширина достигает от 500 до 900 км, а в длину они простираются на 2000-3000 км. Во фронтальных зонах возникает поверхность раздела двух типов воздуха: холодного и теплого. Такая поверхность называется фронтальной. Как правило, эта поверхность наклонена в сторону холодного воздуха – он как более тяжелый располагается под ней. А теплый воздух, более легкий, располагается над фронтальной поверхностью (см. рис. 1).

Рис. 1. Атмосферные фронты

Линия пересечения фронтальной поверхности с поверхностью Земли образует линию фронта, которую кратко также называют фронтом.

Атмосферный фронт – переходная зона между двумя разнородными воздушными массами.

Теплый воздух, как более легкий, поднимается вверх. Поднимаясь, он охлаждается, насыщается водяными парами. В нем образуются облака и выпадают осадки. Поэтому прохождение атмосферного фронта всегда сопровождается выпадением осадков.

В зависимости от направления перемещения, движущиеся атмосферные фронты подразделяются на теплые и холодные. Теплый фронт образуется при натекании теплого воздуха на холодный. Линия фронта при этом перемещается в сторону холодного воздуха. После прохождения теплого фронта наступает потепление. Теплый фронт образует сплошную полосу облаков длиной в сотни километров. Идут затяжные моросящие дожди, и наступает потепление. Подъем воздуха при наступлении теплого фронта происходит более медленно по сравнению с холодным фронтом. Предвестником приближающегося теплого фронта служат образующиеся высоко в небе перистые и перисто-слоистые облака (см. рис. 2).

Рис. 2. Теплый атмосферный фронт (Источник)

Читайте также  Гипотензивное средство это что

Холодный фронт образуется при подтекании холодного воздуха под теплый, при этом линия фронта перемещается в сторону теплого воздуха, который вытесняется наверх. Как правило, движется холодный фронт очень быстро. Это вызывает сильные ветры, обильные, часто ливневые осадки с грозами, а зимой метели. После прохождения холодного фронта наступает похолодание (см. рис. 3).

Рис. 3. Холодный фронт (Источник)

Атмосферные фронты бывают стационарными и движущимися. Если воздушные потоки не перемещаются ни в сторону холодного, ни в сторону теплого воздуха вдоль линии фронта, такие фронты называются стационарными. Если воздушные потоки имеют скорость перемещения, перпендикулярную линии фронта, и перемещаются либо в сторону холодного, либо в сторону теплого воздуха, такие атмосферные фронты называются движущимися. Атмосферные фронты возникают, движутся и разрушаются примерно за несколько дней. Роль фронтальной деятельности в формировании климата более ярко выражена в умеренных широтах, поэтому для большей части России характерна неустойчивая погода. Самые мощные фронты возникают при соприкосновении основных типов воздушных масс: арктических, умеренных, тропических (см. рис. 4).

Рис. 4. Образование атмосферных фронтов на территории России

Климатические фронты

Зоны, отражающие их многолетние положения, называют климатическими фронтами. На границе между арктическим и умеренным воздухом, над северными районами России, формируется арктический фронт. Воздушные массы умеренных широт и тропическиеразделяет полярный умеренный фронт, который расположен преимущественно южнее границ России. Главные климатические фронты не образуют сплошных полос линий, а разбиты на отрезки. Многолетние наблюдения показали, что арктический и полярный фронты смещаются зимой к югу, а летом к северу. На востоке страны арктический фронт зимой достигает побережья Охотского моря. К северо-востоку от него господствует очень холодный и сухой арктический воздух. В европейской России арктический фронт перемещается не столь далеко. Здесь сказывается отепляющее воздействие Северо-Атлантического течения. Ветви полярного климатического фронта протягиваются над южными территориями нашей страны только летом, зимой они пролегают над Средиземным морем и Ираном и изредка захватывают Черное море.

Циклоны и антициклоны

Во взаимодействии воздушных масс принимают участие циклоны и антициклоны – крупные движущиеся атмосферные вихри, переносящие атмосферные массы.

Циклон – область низкого атмосферного давления с определенной системой ветров, дующих от краев к центру и отклоняющихся против часовой стрелки.

Антициклон – область высокого атмосферного давления с определенной системой ветров, дующих от центра к краям и отклоняющихся по часовой стрелке.

Циклоны имеют внушительные размеры, простираются в тропосферу на высоту до 10 км, а в ширину до 3000 км. В циклонах давление увеличивается, а в антициклонах – понижается. В северном полушарии дующие к центру циклонов ветры отклоняются под воздействием силы осевого вращения земли вправо (воздух закручивается против часовой стрелки), а в центральной части воздух поднимается вверх. В антициклонах направленные к окраинам ветры отклоняются тоже вправо (воздух закручивается по часовой стрелке), а в центральной части воздух опускается из верхних слоев атмосферы вниз (см. рис. 5, рис. 6).

Рис. 6. Антициклон

Фронты, на которых зарождаются циклоны и антициклоны, почти никогда не бывают прямолинейными, для них характерны волнообразные изгибы (см. рис. 7).

Рис. 7. Атмосферные фронты (синоптическая карта)

В образовавшихся заливах теплого и холодного воздуха образуются вращающиеся волчки атмосферных вихрей (см. рис. 8).

Рис. 8. Образование атмосферного вихря

Постепенно они обособляются от фронта и начинают перемещаться и переносить воздух самостоятельно со скоростью 30-40 км/ч.

Атмосферные вихри живут до разрушения 5-10 дней. А интенсивность их образования зависит от свойств подстилающей поверхности (температуры, влажности). Ежедневно в тропосфере формируется несколько циклонов и антициклонов. В течение года их образуются сотни. Ежедневно наша страна находится под воздействием какого-либо атмосферного вихря. Поскольку в циклонах воздух поднимается вверх, с их приходом всегда связана пасмурная погода с осадками и ветрами, прохладная летом и теплая зимой. В течение всего времени пребывания антициклона господствует безоблачная сухая погода, жаркая летом и морозная зимой. Этому способствует медленное опускание воздуха вниз из более высоких слоев тропосферы. Опускающийся воздух нагревается и становится менее насыщенным влагой. В антициклонах ветры слабые, а во внутренних их частях наблюдается полное безветрие – штиль( см. рис. 9).

Рис. 9. Движение воздуха в антициклоне

В России циклоны и антициклоны приурочены к основным климатическим фронтам: полярному и арктическому. А также формируются на границе между морскими и континентальными воздушными массами умеренных широт. На западе России циклоны и антициклоны возникают и перемещаются в направлении общего переноса воздуха с запада на восток. На Дальнем Востоке в соответствии с направлением муссонов. При движении с западным переносом на востоке циклоны отклоняются к северу, а антициклоны – к югу (см. рис. 10). Поэтому пути прохождения циклонов в России чаще всего проходят по северным районам России, а антициклонов – по южным. В связи с этим атмосферное давление на севере России ниже, много дней подряд может быть ненастная погода, на юге больше солнечных дней, сухое лето и малоснежная зима.

Рис. 10. Отклонение циклонов и антициклонов при движении с запада

Районы прохождения интенсивных зимних циклонов: Баренцево, Карское, Охотское моря и северо-запад Русской равнины. Летом циклоны наиболее часты на дальнем Востоке и на западе Русской равнины. Антициклональные погоды преобладают весь год на юге Русской равнины, на юге Западной Сибири, а зимой над всей Восточной Сибирью, где устанавливается азиатский максимум давления.

Подведем итоги

Движение и взаимодействие воздушных масс, атмосферные фронты, циклоны и антициклоны изменяют погоду, влияют на нее. Данные об изменениях погоды наносятся на специальные синоптические карты для дальнейшего анализа погодных условий на территории нашей страны.

Синоптическая карта

Движение атмосферных вихрей приводит к изменению погоды. Её состояние на каждый день фиксируется на специальных картах – синоптических (см. рис. 11).

Рис. 11. Синоптическая карта

Наблюдения за погодой осуществляются обширной сетью метеорологических станций. Затем результаты наблюдений передаются в центры гидрометеорологических данных. Здесь они обрабатываются, и информация о погоде наносится на синоптические карты. На картах показывают атмосферное давление, фронты, температуру воздуха, направление и скорость ветра, облачность и осадки. Распределение атмосферного давления свидетельствует о положении циклонов и антициклонов. Изучив закономерности протекания атмосферных процессов можно прогнозировать погоду. Точный прогноз погоды – исключительно сложное дело, поскольку трудно учесть весь комплекс взаимодействующих факторов в их постоянном развитии. Поэтому даже краткосрочные прогнозы гидрометцентра не всегда оправдываются.

Список литературы

  1. География России. Природа. Население. 1 ч. 8 класс / В.П. Дронов, И.И. Баринова, В.Я Ром, А.А. Лобжанидзе.
  2. В.Б. Пятунин, Е.А. Таможняя. География России. Природа. Население. 8 класс.
  3. Атлас. География России. Население и хозяйство. – М.: Дрофа, 2012.
  4. В.П.Дронов, Л.Е Савельева. УМК (учебно-методический комплект) «СФЕРЫ». Учебник «Россия: природа, население, хозяйство. 8 класс». Атлас.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Атмосферные фронты. Циклоны и антициклоны. (Источник).
  2. Циклоны и антициклоны (Источник).
  3. Холодный фронт (Источник).
  4. Теплый фронт (Источник).
  5. Циклон (Источник).
  6. В Россию на Камчатку обрушился циклон (Источник).
  7. Антициклон (Источник).
  8. Пылевая буря над аравийским морем (Источник).
  9. Циклоны и антициклоны (Источник).

Домашнее задание

  1. Почему в зоне атмосферного фронта выпадают осадки?
  2. В чем главное отличие циклона от антициклона?

Если вы нашли ошибку или неработающую ссылку, пожалуйста, сообщите нам – сделайте свой вклад в развитие проекта.

Что такое циклон и антициклон?

Ещё некоторое время назад, до появления метеорологических спутников, учёные и подумать не могли, что в атмосфере Земли ежегодно образовывается около ста пятидесяти циклонов и шестидесяти антициклонов. Ранее многие циклоны были неведомы, поскольку возникали в местах, где не было метеорологических станций, которые смогли бы зафиксировать их появление.

Атмосферные вихри

В тропосфере, самом нижнем слое атмосферы Земли, беспрестанно появляются, развиваются и исчезают вихри. Одни из них настолько малы и незаметны, что проходят мимо нашего внимания, другие до того масштабны и настолько сильно влияют на климат Земли, что не считаться с ними нельзя (прежде всего это относится к циклонам и антициклонам).

Циклоны – это области низкого давления в атмосфере Земли, в центре которого давление значительно ниже, чем на периферии. Антициклон, наоборот, являет собою область высокого давления, которое достигает в центре своих наивысших показателей. Пребывая над северным полушарием, циклоны движутся против часовой стрелки и, подчиняясь силе Кориолиса, пытаются уйти вправо. Тогда как антициклон двигается в атмосфере по часовой стрелке и уклоняется в левую сторону (в Южном полушарии Земли всё происходит наоборот).

Несмотря на то, что циклоны и антициклоны – абсолютно противоположные по своей сути вихри, они прочно взаимосвязаны друг с другом: когда в одном регионе Земли давление уменьшается, в другом обязательно фиксируется его возрастание. Также для циклонов и антициклонов является общим механизм, который заставляет двигаться воздушные потоки: неоднородное нагревание разных участков поверхности и обороты нашей планеты вокруг своей оси.

Циклоны характеризует облачная, дождливая погода с сильными порывами ветра, возникающими из-за разницы давления атмосферы между центром циклона и его краями. Антициклон, наоборот, в летнюю пору характеризуется жаркой, безветренной, малооблачной погодой с очень немногочисленными осадками, тогда как зимой благодаря ему устанавливается ясная, но очень холодная погода.

Кольцо змеи

Циклоны (гр. «кольцо змеи») являют собой огромных размеров вихри, диаметр которых нередко может достигать нескольких тысяч километров. Формируются они в умеренных и полярных широтах, когда тёплые воздушные массы с экватора сталкиваются с движущимися навстречу сухими, холодными потоками с Арктики (Антарктиды) и образовывают между собой границу, которая называется атмосферным фронтом.

Холодный воздух, пытаясь преодолеть оставшийся внизу тёплый воздушный поток, на каком-то участке оттесняет часть его слоя назад – и тот приходит в столкновение с массами, следующими за ним. В результате столкновения давление между ними повышается и часть повернувшего назад тёплого воздуха, уступая напору, отклоняется в сторону, начиная эллипсоидное вращение.

Этот вихрь начинает захватывать прилегающие к нему слои воздуха, втягивает их во вращение и начинает передвигаться на скорости от 30 до 50 км/ч, при этом центр циклона движется с меньшей скоростью, чем его периферия. В результате через некоторое время диаметр циклона составляет от 1 до 3 тыс. км, а высота – от 2 до 20 км.

Там, где он движется, резко меняется погода, поскольку центр циклона имеет низкое давление, внутри него наблюдается недостаток воздуха, и чтобы его восполнить, начинают поступать холодные воздушные массы. Они вытесняют тёплый воздух вверх, где он остывает, а находящиеся в нём капли воды конденсируются и образуют облака, из которых выпадают осадки.

Продолжительность жизни вихря обычно составляет от нескольких дней до недель, но в некоторых регионах может просуществовать около года: обычно это области пониженного давления (например, Исландский или Алеутский циклоны).

Стоит заметить, что для экваториальной зоны подобные вихри не характерны, поскольку здесь не действует отклоняющая сила вращения планеты, необходимая для вихреобразного движения воздушных масс.

Самый южный, тропический циклон, формируется к экватору не ближе, чем в пяти градусах и характеризуется меньшим размером в диаметре, но более высокой скоростью ветра, нередко преобразовывающейся в ураган. По своему происхождению существуют такие типы циклонов, как вихрь умеренных широт и тропический циклон, порождающий смертоносные ураганы.

Вихри тропических широт

В семидесятых годах прошлого века тропический циклон Bhola обрушился на Бангладеш. Хотя скорость ветра, и сила была невелика и ему была присвоена лишь третья (из пяти) категория урагана, из-за огромного количества обрушившихся на землю осадков, вышедшая из берегов река Ганг затопила почти все острова, смыв все поселения с лица земли.

Читайте также  Слабость сонливость отсутствие аппетита тахикардия

Последствия оказались катастрофичны: во время разгула стихии погибло от трёхсот до пятисот тысяч человек.

Тропический циклон гораздо опаснее вихря из умеренных широт: образуется он там, где температура океанической поверхности не ниже 26°, а разница между температурными показателями воздуха превышает два градуса, в результате чего усиливается испарение, влажность воздуха увеличивается, что способствует вертикальному поднятию воздушных масс.

Таким образом, появляется очень сильная тяга, захватывающая собой новые объёмы воздуха, которые нагрелись и набрали влажности над океанической поверхностью. Вращение нашей планеты вокруг своей оси придаёт подъёму воздуха вихреобразное движение циклона, который начинает вращаться на огромной скорости, нередко преобразовываясь в ураганы ужасающей силы.

Формируется тропический циклон лишь над океанической поверхностью между 5-20 градусами северной и южной широт, и оказавшись на суше, довольно быстро затухает. Размеры его обычно невелики: диаметр редко превышает 250 км, но вот давление центр циклона имеет чрезвычайно низкое (чем ниже, тем быстрее движется ветер, поэтому движение циклонов составляет обычно от 10 до 30 м/с, а порывы ветра превышают 100 м/с). Естественно, далеко не каждый тропический циклон несёт с собой гибель.

Существует четыре типа этого вихря:

  • Возмущение – движется со скоростью, не превышающей 17м/с;
  • Депрессия – движение циклона составляет от 17 до 20 м/с;
  • Шторм – центр циклона движется на скорости до 38м/с;
  • Ураган – движется тропический циклон на скорости, превышающей 39 м/с.

Центр циклона этого типа характеризуется таким явлением, как «глаз бури» – областью тихой погоды. Диаметр его обычно составляет около 30 км, но если тропический циклон разрушительной силы, может доходить и до семидесяти. Внутри глаза бури, воздушные массы имеют более тёплую температуру и меньшую влажность, чем в остальной части вихря.

Здесь нередко царит штиль, на границе осадки резко прекращаются, небо проясняется, ветер ослабевает, обманывая этим людей, которые решив, что опасность миновала, расслабляются и забывают о мерах предосторожности. Поскольку тропический циклон всегда движется с океана, он гонит перед собой огромные волны, которые, обрушившись на побережье, сметают всё с пути.

Учёные всё чаще фиксируют тот факт, что каждым годом тропический циклон становится опаснее и его активность постоянно возрастает (связано это с глобальным потеплением). Поэтому эти циклоны встречаются не только в тропических широтах, но и доходят до Европы в нетипичное для них время года: обычно они формируются в конце лета/начале осени и никогда не бывают весной.

Так, в декабре 1999 года на Францию, Швейцарию, Германию, и Великобританию набросился ураган «Лотар», мощный настолько, что метеорологи даже не смогли предсказать его появление из-за того, что датчики или зашкалили, или не сработали. «Лотар» оказался причиной гибели более семидесяти человек (в основном они стали жертвами дорожных аварий и падением деревьев), а лишь в одной Германии за несколько минут было уничтожено около 40 тыс. гектаров леса.

Антициклоны

Антициклоном называется вихрь, в центре которого высокое давление, на периферии – пониженное. Образовывается он в нижних слоях атмосферы Земли, когда холодные воздушные массы вторгаются в более тёплые. Возникает антициклон в субтропических и приполярных широтах, а скорость его передвижения составляет около 30 км/ч.

Антициклон является противоположностью циклона: воздух в нём не поднимается, а спускается. Для него характерно отсутствие влажности. Антициклон характеризуется сухой, ясной, и безветренной погодой, летом – жаркой, морозной – зимой. Также характерны значительные колебания температуры в течение суток (особенно сильна разница на континентах: например, в Сибири она составляет около 25 градусов). Объясняется это отсутствием осадков, которые обычно делают температурную разницу менее заметной.

Наименования вихрей

В середине прошлого столетия, антициклонам и циклонам начали давать имена: это оказалось намного удобней при обмене информацией об ураганах и движениях циклонов в атмосфере, поскольку давало возможность избегать путаницы, и уменьшить количество ошибок. За каждым именем циклона и антициклона скрывались данные о вихре, вплоть до его координат в нижнем слое атмосферы.

Прежде чем принять окончательное решение о том, как называется тот или иной циклон и антициклон, было рассмотрено достаточное число предложений: их предлагали обозначать цифрами, буквами алфавитов, названиями птиц, животных и т. д. Это оказалось настолько удобно и эффективно, что через некоторое время все циклоны и антициклоны получили имена (вначале они были женскими, а в конце семидесятых тропические вихри начали называть и мужскими наименованиями).

С 2002 года появилась услуга, предлагающая любому желающему назвать циклон или антициклон своим именем. Удовольствие — это не из дешёвых: стандартная цена на то, чтобы имя заказчика получил циклон, стоит 199 евро, а антициклон – 299 евро, так как антициклон возникает реже.

Циклон это область низкого давления

Чтобы снизить зависимость артериального давления от атмосферного у гипотоников достаточно соблюдать профилактические рекомендации. Спокойный, крепкий сон, достаточное количество жидкости и обязательный контроль перепадов АД. Поможет улучшить состояние чередование прохладного и горячего душа, чашечка крепкого кофе. Как при высоком атмосферном давлении будут чувствовать себя гипотоники, точно не возможно охарактеризовать. Любая смена температуры может переноситься ими тоже тяжело.

Что делать гипертоникам?

Жара плохо переноситься гипертониками.

Высокое атмосферное давление и гипертония опасное сочетание. Гипертоникам в жаркую погоду противопоказана физическая нагрузка и длительное нахождение под солнцем. Прохладное помещение, фруктовый и овощной рацион питания убережет человека от повышенного значения АД при такой погоде. Ведется контроль показателей и если давление растет, приписываются лекарственные препараты.

Чем опасно изменение АД при циклоне (антициклоне)?

Длительный период медицина не признавала связь между погодными явлениями и здоровьем. Только в последние 50 лет благодаря изучению ситуации доказано — атмосферное давление и здоровье человека тесно связаны, и на любые погодные перемены люди реагируют осложнением в здоровье. Положение, при котором погода влияет на физическое состояние организма называется метеопатия. Восприимчивость организма к смене погоды — это метеочувствительность. Признаки метеочувствительности:

  • ухудшение умственной активности;
  • потеря физической активности;
  • нарушение сна;
  • головная боль;
  • раздражительность.

Перемена погодных условий заставляет организм подстраиваться. Наличие высокого атмосферного давления считается самым неблагоприятным погодным фактором. Этот крайне небезопасно для гипертоников, людей с сердечными патологиями. Повышенный тонус в сосудистой системе может привести к образованию тромбов, развитию инфаркта или инсульта, и значительно снизить защитные силы организма.

Не хорошо когда атмосферное давление падает. В первую очередь пониженное давление влияет на здоровье людей с гипотонией и патологиями органов дыхания. Организм реагирует кишечными расстройствами, частой мигренью, обостряются хронические заболевания органов дыхания. Кроме этого, высокий уровень влажности в этот период повышает распространение инфекционных заболеваний.

Какое атмосферное давление лучше для организма?

Организм человека может приспособиться ко многим природным переменам. Беря во внимание ландшафтные особенности медики считают, что 760 мм рт. ст. — среднее (нормальное) значение давления в атмосфере, которое не влияет на состояние здоровья человека. Проживая длительный промежуток времени в определенном районе индивидуальные показатели атмосферного воздуха не сказываются на общем самочувствии. Человек способен предположить возможные перемены, обращая внимание на характерные особенности местоположения. Если атмосферное давление в жизни человека не оказывает неблагоприятного влияния, его можно считать нормальным.

Важные моменты, от которых зависит обозначение нормы:

  • Показатель 760 мм рт. ст. встречается крайне редко. В диапазоне 750—765 мм рт. ст. человеку достаточно комфортно пребывать.
  • Показатели нормального атмосферного давления на каждой территории могут не совпадать. Организм человека, который живет в данном регионе, адаптируется к ним.

Как себя защитить?

Повлиять на перемены в погодных условиях человек не в силе, но поддержать организм сможет каждый. Важно знать, что при наличии хронических патологий справиться с метеозависимостью самостоятельно не получится, понадобится помощь врача. При отсутствии заболеваний достаточно ввести в свой образ жизни:

  • Здоровый сон. Своевременно ложиться отдыхать, желательно в одинаковое время.
  • Разнообразное питание. Продукты должны содержать в себе разнообразное количество микроэлементов, витаминов. Никаких разгрузочных дней и соблюдения диет.
  • Водные процедуры. Полезно заняться плаваньем, этот вид спорта укрепит здоровье.
  • Ограничение физической нагрузки. Перенапрягаться не стоит, поэтому всю тяжелую и эмоциональную работу лучше перенести на потом.
  • Отказ от плохих привычек. Злоупотребление алкоголем и сигаретами ослабляет здоровье.
  • Ароматерапия. Наружное применение масел (ванны, массаж) оказывает расслабляющий эффект.

Изменения погодных условий не могут не влиять на функциональность организма. Атмосферная неустойчивость прежде всего сказывается на более слабом органе. Чтобы погодные колебания не влияли на здоровье, нужно поддерживать организм. Здоровье человека в его руках, не нужно ждать начала осложнений. Легче их предотвратить, чем лечить.

Что такое циклоны и антициклоны

Одним из наиболее интересных механизмов являются своеобразные «воздушные насосы» – атмосферные вихри огромных размеров, основной ролью которых является формирование погоды на больших площадях земной поверхности.

Высота их составляет до 20 км., а диаметр может достигать 4-5 тыс. км.

Рис. 1. Гигантский атмосферный вихрь.

Циклон при этом представляет собой воздушный вихрь, собирающий и выбрасывающий воздух вверх из собственного центра. Антициклон, наоборот, втягивает воздух из верхних слоев атмосферы и распределяет его у поверхности.

Это происходит потому, что циклон представляет собой область низкого давления, воздух устремляется туда, где давление наиболее низкое, то есть в центр циклона. Там формируются восходящие потоки воздуха.

ТОП-1 статьякоторые читают вместе с этой

  • 1. Атмосферный фронт, погода

Антициклон является атмосферным вихрем, характеризующимся высоким давлением. Он наоборот, «разгоняет» воздушные массы от собственного центра, втягивая их из более высоких слоев атмосферы. В его центре формируются нисходящие потоки, которые спирально от центра распределяются по земной поверхности.

Образуются атмосферные вихри часто в областях атмосферных фронтов, основной причиной их формирования является вращение Земли.

Рис. 2. Схема структуры циклона и антициклона.

Подобные явления наблюдаются и в атмосфере других планет. Внеземным долгоживущим циклоном является Малое Темное Пятно в атмосфере Нептуна, а антициклоном – Большое Красное Пятно на Юпитере.

Сравнение особенностей атмосферных вихрей

Циклоны и антициклоны обладают чертами различия и сходства. Сходство их состоит в:

  • вихревой структуре;
  • важной роли в формировании погоды над большими по площади регионами.

На появление антициклона оказывает влияние формирование циклонов поблизости – избыточный воздух, выбрасываемый вихрем с низким давлением, накапливается и провоцирует развитие области повышенного давления, антициклонов.

Черты различия атмосферных вихрей представлены в таблице сравнительных характеристик:

Чаще над океанами, может образовываться везде, кроме экваториальной области, где не действует сила Кориолиса, связанная с вращением Земли

В тропиках, над океанами и над ледовыми полями

Постоянное, скорость 30-60 кмч, тропические штормовые тайфуны намного быстрее

Малоподвижен или имеет скорость в 20-40 кмч

В центре — низкое, на периферии повышается

В центре — высокое, на периферии понижается

В Северном полушарии вращаются против часовой стрелки, в Южном – наоборот

В Северном полушарии вращение по часовой стрелке, и наоборот – в Южном

Ветер, облака, осадки

Ясно или малооблачно, безветренно, без осадков

На синоптических картах для обозначения циклонов и антициклонов используются буквы: Н – означает область низкого давления, В – область высокого давления.

Рис. 3. Синоптическая карта.

Что мы узнали?

Образование атмосферных вихрей зависит от распределения давления воздуха в атмосфере и сил Кориолиса, возникающих при вращении Земли. При некотором сходстве они много чем отличаются друг от друга: вращаются в разные стороны, обеспечивают разную погоду, возникают в различных условиях.

Оценка доклада

Цикло́н (от др.-греч. κυκλῶν — «вращающийся») — воздушная масса в виде атмосферного вихря огромного (от сотен до нескольких тысяч километров) диаметра с пониженным давлением воздуха. Антицикло́н — область повышенного атмосферного давления с замкнутыми концентрическими изобарами на уровне моря и с соответствующим распределением ветра.Антициклоны возникают, развиваются и разрушаются также, как и циклоны, но с той существенной разницей, что под действием сил в системе развивающегося антициклона происходит накопление массы воздуха, которое вызывает рост атмосферного давления, нисходящие движения и расходимость приземного ветра. Вследствие этого атмосферные фронты в системе такого антициклона у поверхности земли размываются и обычно наступает ясная погода. Циклон перемещается в соответствии с особенностями структуры полей температуры и давления и обусловленной ими структуры воздушных течений, причем движение его происходит вдоль господствующего в тропосфере воздушного потока. В нашем случае перемещение циклона может происходить слева направо в плоскости рисунка. Распределение температуры в тропосфере в системе циклона такое, что если встать лицом по направлению движения, то холодный воздух оказывается слева, а теплый — справа.Холодный фронт всегда располагается в тыловой части движущегося циклона, а теплый — в передней части. В системе циклона изотермы как бы переносятся вдоль воздушных потоков. Антициклон — это область с повышенным давлением в центре. Благодаря этому движение воздуха в антициклоне направлено от центра (из области более высокого давления) к периферии (в области более низкого давления). В центре антициклона воздух опускается, образуя нисходящие потоки, и растекается во все стороны, т.е. от центра к периферии. При этом он также вращается, но направление вращения противоположно циклоническому — оно происходит по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой стрелки — в Южном Цикло́н — атмосферный вихрь огромного (от сотен до нескольких тысяч километров) диаметра с пониженным давлением воздуха в центре. Воздух в циклоне циркулирует против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке в южном. Кроме того, в воздушных слоях на высоте от земной поверхности до нескольких сот метров, ветер имеет слагаемое, направленное к центру циклона, по барическому градиенту (в сторону убывания давления) . Величина слагаемого уменьшается с высотой Циклоны и антициклоны часто возникают в умеренных поясах. … Циклоны и антициклоны — это естественные «механизмы», переносящие воздушные массы и влияющие на изменения погоды.

Читайте также  Почему болит голова и тошнит давление нормальное

Популярные темы:

Опубликовано 09.06.2017 по предмету География от Гость 1.Меньшее атмосферное давление наблюдается на А) берегу моря…

Изменение давления с высотой таблица. Атмосферное давлениеАтмосферное давление — это сила давления воздуш- ного столба…

Дать описание ,всем климатическим поясам! Экваториальный пояс. Экваториальные воздушные массы (ЭВ) весь год, зона низкого…

Фото: ifeng.comВ южнокитайском мегаполисе Шэньчжэнь 26 марта началось строительство самого высокого в Китае небоскреба, высота…

Ботать по фенеВоровской жаргон пришёл в русский язык из иврита и идиша после того, как…

I

Цикло́н (от греч. kyklon — кружащийся, вращающийся)

атмосферное возмущение с пониженным давлением в центре и вихревым движением воздуха. Различают Ц. внетропические и тропические. Последние обладают особыми свойствами и возникают гораздо реже (см. Циклон тропический).

Минимальное атмосферное давление в Ц. приходится на центр Ц. (рис. 1); к периферии оно растет, т. е. горизонтальные барические градиенты (См. Барический градиент) направлены снаружи Ц. внутрь. В хорошо развитом Ц. давление в центре на уровне моря может понижаться до 950—960 мбар (1 бар = 10 5 н/м 2 ), а в отдельных случаях до 930—920 мбар (при среднем давлении на уровне моря около 1012 мбар). Замкнутые изобары (линии равного давления) неправильной, но в общем овальной формы ограничивают область пониженного давления (барическую депрессию) поперечником от нескольких сотен км до 2—3 тысяч км. В этой области воздух находится в вихревом движении. В свободной атмосфере, выше пограничного слоя атмосферы (См. Пограничный слой атмосферы) (около 1000 м) он движется приблизительно по изобарам, отклоняясь от барического градиента на угол, близкий к прямому, вправо в Северном полушарии и влево в Южном (вследствие влияния отклоняющей силы Кориолиса и центробежной силы, возникающей при движении по криволинейным траекториям). В пограничном слое ветер вследствие силы трения более или менее значительно (в зависимости от высоты) отклоняется от изобар в сторону барического градиента. У земной поверхности ветер образует с барическим градиентом угол порядка 60°, т. е. к вращательному движению воздуха присоединяется течение воздуха вовнутрь Ц. (рис. 1). Линии тока принимают форму спиралей, сходящихся к центру Ц. Скорости ветра в Ц. сильнее, чем в смежных областях атмосферы; иногда они достигают более 20 м/сек (шторм) и даже более 30 м/сек (ураган).

В связи с восходящими составляющими движения воздуха, особенно вблизи фронтов атмосферных (См. Фронты атмосферные), в Ц. преобладает облачная погода. Основная часть атмосферных осадков во внетропических широтах выпадает именно в Ц. Вследствие вихревого движения воздуха в область Ц. втягиваются различные по температуре Воздушные массы из разных широт Земли. С этим связана температурная асимметрия Ц.: в разных его секторах температуры воздуха различны. Это относится в особенности к подвижным циклонам, возникающим на главных фронтах тропосферы (арктических, антарктических, полярных). Наблюдаются, однако, слабые («размытые») Ц. над тёплыми участками земной поверхности (пустыни, внутренние моря) — т. н. термические депрессии — малоподвижные, с достаточно равномерным распределением температуры.

С высотой изобары Ц. постепенно теряют замкнутую форму. Это происходит по-разному, в зависимости от стадии развития Ц. и от распределения температуры в нём. В начальной стадии развития подвижной (фронтальный) Ц. охватывает лишь нижнюю часть тропосферы. В стадии наибольшего развития Ц. может распространяться на всю высоту тропосферы и даже простираться в нижнюю стратосферу. Термические депрессии всегда ограничиваются нижней тропосферой.

Подвижные Ц. перемещаются в атмосфере в общем с З. на В. В каждом отдельном случае направление перемещения определяется направлением общего переноса воздуха в верхней тропосфере. Противоположные (с В. на З.) перемещения редки. Средние скорости перемещения Ц. порядка 30—45 км/ч, но встречаются Ц., которые движутся быстрее (до 100 км/ч), особенно в начальных стадиях развития; в заключительной стадии Ц. могут подолгу не менять положения. Перемещение Ц. через какой-либо район вызывает резкие и значительные местные (локальные) изменения не только атмосферного давления и ветра, но также температуры и влажности воздуха, облачности, осадков.

Подвижные Ц. развиваются обычно на ранее возникших главных фронтах тропосферы, как волновые возмущения при переносе воздуха по обе стороны фронта (рис. 2, 2). Неустойчивые фронтальные волны растут и превращаются в циклонические вихри. Перемещаясь вдоль фронта (обычно вытянутого по широте), Ц., в свою очередь, деформирует его, создавая меридиональные составляющие ветра и тем способствуя переносу тёплого воздуха в передней (восточной) части Ц. к высоким широтам и холодного воздуха в тыловой (западной) части Ц. — к низким широтам. В южной части Ц. в нижних слоях создаётся т. н. тёплый сектор, ограниченный тёплым и холодным фронтами (стадия молодого Ц. — рис. 2, 3). В последующем, при смыкании холодного и тёплого фронтов (окклюзия Ц.), тёплый воздух оттесняется холодным воздухом от земной поверхности в высокие слои, тёплый сектор ликвидируется, и в Ц. устанавливается более равномерное распределение температуры (стадия окклюдированного Ц. — рис. 2, 4). Запас энергии, способной превратиться в кинетическую, в Ц. иссякает; Ц. затухает или объединяется с другим Ц.

На главном фронте обычно развивается серия (семейство) Ц., состоящая из нескольких Ц., перемещающихся один за другим. В конце развития серии отдельные ещё не затухшие Ц., объединяясь, образуют обширный, малоподвижный, глубокий и высокий центральный Ц., состоящий из холодного воздуха во всей своей толще. Постепенно и он затухает. Одновременно с образованием Ц. возникают между ними промежуточные Антициклоны с высоким давлением в центре. Весь процесс эволюции отдельного Ц. занимает несколько дней; серия Ц. и центральный Ц. могут существовать одну-две недели. В каждом полушарии в каждый момент можно обнаружить несколько главных фронтов и связанных с ними серий Ц.; общее число Ц. за год составляет много сотен над каждым полушарием.

Есть определенные широты и области, в которых образование главных фронтов и фронтальных возмущении происходит относительно регулярно (см. Фронты климатологические). В результате существуют определенные географические закономерности в повторяемости возникновения и перемещения Ц. и антициклонов и их серий, т. е. в т. н. циклонической деятельности. Однако влияния суши и моря, топографии, орографии и др. географических факторов на образование и перемещение Ц. и антициклонов и их взаимодействие делают общую картину циклонической деятельности очень сложной и быстро меняющейся. Циклоническая деятельность приводит к междуширотному обмену воздухом, количеством движения, тепла, влаги, что делает её важнейшим фактором в общей циркуляции атмосферы (См. Циркуляция атмосферы).

Лит.: Пальмен Э., Ньютон Ч., Циркуляционные системы атмосферы, пер. с англ., Л., 1973; Петерсен С., Анализ и прогноз погоды, пер. с англ., Л., 1961; Хромов С. П., Основы синоптической метеорологии, Л., 1948; Зверев А. С., Синоптическая метеорология и основы предвычисления погоды, Л., 1968; Погосян Х. П., Циклоны, Л., 1976.

Рис. 1. Схема циклона в Северном полушарии: линии — приземные изобары, стрелки — направление ветра. Н — центр циклона.

Семейство циклонов над территорией СССР. 14 октября 1977 г.

Рис. 2. Схема развития циклона: а — распределение давления и воздушных течений в средней тропосфере (на выс 4—6 км); б — распределение давления, ветров и воздушных масс вблизи земной поверхности; в — вертикальный разрез по линии А — А. 1 — до возникновения циклона (на вертикальном разрезе, параллельномлинии фронта, холодный воздух течет под тёплым); 2 — циклон в стадии волны; 3 — молодой циклон; 4 — циклон в стадии окклюзии; 5 — старый, термически симметричный циклон. Н — низкое давление; В — высокое давление; ТВ — тёплый воздух; ХВ — холодный воздух.

II

в промышленности, аппарат для очистки воздуха (газа) от взвешенных в нём твёрдых частиц (капель) под действием центробежной силы (рис.). Запылённый газовый поток обычно вводится со значительной скоростью в верхнюю часть корпуса Ц. через патрубок, расположенный по касательной или по спирали к окружности цилиндрической поверхности Ц.; в результате газ приобретает вращательное движение и движется по спирали сверху вниз, образуя внешний вихрь. При этом под действием центробежной силы инерции взвешенные частицы отбрасываются к стенкам Ц., опускаются вместе с газом в низ корпуса Ц. и затем выносятся через пылеотводящий патрубок. Очищенный от пыли газ поднимается кверху через выходную трубу, образуя внутренний вихрь, и выходит наружу. Получили распространение также Ц. с осевым вводом газа, в которых вращательное движение газовому потоку придаётся с помощью т. н. направляющего аппарата, выполненного в виде винтообразных лопастей (винта) или розетки с наклонными лопатками.

Степень очистки газа от пыли в Ц. зависит от геометрических размеров и формы аппарата, свойств пыли, скорости потока газа и т.д. Улавливание частиц в Ц. улучшается с повышением скорости газового потока (наиболее эффективные скорости находятся в интервале 20—25 м/сек), а также с уменьшением диаметра Ц. Поэтому для получения высокого кпд при большом количестве очищаемого газа применяют несколько параллельно установленных Ц. В Ц. наиболее совершенных конструкций можно достаточно полно улавливать частицы размером 5 мкм и более. См. также Гидроциклон.

Циклон: а — общий вид; б — схема; 1 — коническая часть корпуса; 2 — цилиндрическая часть корпуса, образующая кольцевое пространство; 3 — выходная труба; 4 — металлический зонт.