Cycloner, anticykloner, tyfoner, orkaner, tornadoer, tornadoer - disse fænomener er forårsaget af hvirvelbevægelser i atmosfæren, ledsaget af nedbør (større eller mindre). Overvej karakteristika og betingelser for forekomsten af dette element.
Bevægelse af luftmasser i atmosfæren
I atmosfæren på vores planet er der en konstant cirkulation af luftmasser med overførsel af energi og materialekomponenter. Bevægelse i gang:
- fra nord til syd og i den modsatte retning (meridional);
- fra vest til øst og i modsat retning (breddegrad).
I troposfæren er der ud over meridionale og breddegradsoverførsler af luftmasser hvirvelbevægelser af atmosfæren, ledsaget af nedbør - cykloner og anticykloner.
Disse fænomener forårsager ændringer i de klimatiske forhold i alle områder af planeten.
I de nederste lag af troposfæren, i den tropiske zone, opvarmes luftmasserne ret kraftigt. Samtidig fyldes luftmasserne med fugt (især over havene). Varm luft stigerop til en højde på 1000-1200 meter, hvor det begynder at køle af med efterfølgende dannelse af skyer. I stedet for de hævede varme masser kommer kolde nordlige masser (på den nordlige halvkugle). Varme luftmasser fanges af Coriolis-kraften forårsaget af Jordens rotation. De begynder at bevæge sig ikke kun opad, men også vandret, mens de afviger fra en retlinet retning - på den nordlige halvkugle mod nordøst. Kolde masser går mod sydvest (på den sydlige halvkugle bevæger luftmasser sig i præcis den modsatte retning). Sådan dannes passatvindene.
Vandoverfladen i havet, varmet op ved slutningen af sommeren og begyndelsen af efteråret, giver mulighed for dannelsen af andre luftmasser fyldt med fugt - monsuner. Deres retning er strengt modsat passatvindene.
Den termiske ligevægt på planeten opretholdes på grund af global inter-breddegradsoverførsel: varme fra tropiske breddegrader til høje breddegrader, kulde fra subpolære (høje) breddegrader til troperne.
Atmosfærens cykloniske aktivitet er baseret på forbindelsen mellem tropisk cirkulation og hvirvelaktivitet af luftmasser på tempererede breddegrader.
Cyclogenese
Dette udtryk refererer til dannelsen, udviklingen eller sammenbruddet af atmosfærens hvirvelbevægelse, ledsaget af nedbør. Det vil sige en hvilken som helst cyklon - en hvirvel med lavt tryk indeni. "In the bowels" af cyklonerne på den nordlige halvkugle vinde blæser mod uret. Det nederste område af cyklonen er karakteriseret ved vindens afvigelse mod dens centrum.
Moderne meteorologi opdeler cykloniske hvirvler i to typer: i henhold til deres placeringoprindelse og efterfølgende aktivitet - tropisk og ekstratropisk (tempererede cykloner).
De første er dannet i troperne, med udvikling når de en størrelse på op til tusinde kilometer (meget sjældent mere). Den anden er atmosfærens hvirvelbevægelse i zonen med tempererede og subpolære breddegrader. Ekstratropiske cykloner når enorme (op til flere tusinde kilometer) størrelser.
Hastigheden af luftens hvirvelbevægelser i tropiske cykloner er enorm, den kan nå stormværdier. Disse hvirvler kan blive ekstratropiske, når de bevæger sig.
Betingelser nødvendige for dannelsen af en tropisk hvirvelbevægelse
For at der kan dannes en tropisk hvirvel, er det nødvendigt, at den omgivende luft er mættet med fugt (dette giver en ustabilitetsfaktor). Vandet i havet varmes op til en dybde på halvtreds meter til en temperatur på mere end seksogtyve grader Celsius. Når dampe kondenserer i de nederste lag af troposfæren, skal luften afkøle meget hurtigt (dette er cyklonens vigtigste energikilde).
Tyfoner og orkaner - tropiske cykloner
I Fjernøsten og i landene i Sydøstasien kaldes tropiske hvirvelbevægelser i atmosfæren ledsaget af nedbør tyfoner. I landene i Nord- og Sydamerika - orkaner (blandt mayaindianerne er vindens gud Hurakan). Hvis hastigheden af en storm under en storm overstiger et hundrede og sytten kilometer i timen, er dette allerede en orkan.
Tropiske cykloner bringer kraftig regn. På havet, under en tyfon og en orkan, opstår der enorme bølger. Men de svækkes af at falde undervindpåvirkning på land. Regnskyl forårsaget af tropiske cykloner falder ind i landet i afstande på op til fyrre kilometer. Dette er meget vigtigt for at afbøde det tørre klima på kontinenterne.
Cyklonerne selv bærer energireserver fra et sted på planeten til et andet, fra troperne til tempererede zoner. Dette er vigtigt for globale cyklonprocesser i atmosfæren, fordi det fører til en konvergens af temperaturer på planeten, udjævner klimaet og gør det mildere.
Ekstratropiske cykloner og anticykloner
Enorme (adskillige tusinde kilometer) hvirvelbevægelser i atmosfæren, ledsaget af nedbør og forekommende i tempererede og subpolære zoner, kaldes ekstratropiske cykloner og anticykloner. Vindhvirvler i nordlige cykloner roterer i samme retning som nordlige tyfoner.
Med fremkomsten af sådan en orkan indtræder dårligt vejr, men anticyklonen bringer en klar og solrig dag.
Forekomst af cykloner på tempererede breddegrader
For at repræsentere mekanismen for forekomsten af disse formationer er det nødvendigt at operere med konceptet om en atmosfærisk front. I den første tilnærmelse er dette kun en grænse, der adskiller to forskellige luftmasser.
Faktisk er dette en zone på adskillige tiere kilometer, vippet i en vinkel på én grad. I tilfælde af en varm front ligger dens hældning i bevægelsesretningen (den dækker sådan set den kolde masse ovenfra). Når det er koldt - tværtimod i den modsatte side af bevægelsen. Atmosfærens bevægelsesligning er udtrykt gennem formlen for Max Margules(australsk meteorolog).
Samspillet mellem varme og kolde fronter fører til dannelsen af en cyklonisk hvirvel. Med en sådan forbindelse indføres en del af den varme front i den kolde masse i form af en langstrakt "tunge". Samtidig stiger varm luft som lettere luft.
Under denne interaktion forekommer to processer, der fører til en cyklonisk hvirvel. Dampmolekyler (vand), der stiger, begynder at rotere: de påvirkes af Jordens magnetfelt. De involverer i denne rotationsbevægelse al den omgivende luft. Som et resultat dannes der et enormt hvirvelstrøm af det og vandmolekyler.
På toppen afkøles luftmasserne. I dette tilfælde kondenserer vanddamp, som bliver til skyer (disse er efterfølgende regn, hagl, sne). Sådant vejr med dårligt vejr kan blive hængende i flere dage eller endda uger. Dette vil afhænge af cyklonens "levetid": jo større tilførsel af varm luft, jo længere eksisterer cyklonen.
Forekomst af anticykloner
Fremkomsten af denne hvirvel skyldes sænkningen af de atmosfæriske masser, når de opvarmes med de omgivende masser uden varmeveksling. Under denne proces falder luftfugtigheden indeni, og dette medfører fordampning af allerede eksisterende skyer. Under påvirkning af Jordens magnetfelt begynder vandmolekyler at rotere - i de nordlige anticykloner - med uret. Konstant vejr i denne proces kan vare op til tre uger.
