Τι είναι ο κυκλώνας; Σχεδόν κάθε άτομο ενδιαφέρεται για τον καιρό - κοιτάζει τις προβλέψεις, τις αναφορές. Παράλληλα, ακούει συχνά για κυκλώνες και αντικυκλώνες. Οι περισσότεροι γνωρίζουν ότι αυτά τα ατμοσφαιρικά φαινόμενα σχετίζονται άμεσα με τον καιρό έξω από το παράθυρο. Σε αυτό το άρθρο θα προσπαθήσουμε να καταλάβουμε τι είναι.
Τι είναι ένας κυκλώνας
Ο κυκλώνας είναι μια ζώνη χαμηλής πίεσης που καλύπτεται από ένα σύστημα κυκλικών ανέμων. Με απλά λόγια, είναι μια μεγαλειώδης επίπεδη ατμοσφαιρική δίνη. Επιπλέον, ο αέρας σε αυτό κινείται σπειροειδώς γύρω από το επίκεντρο, πλησιάζοντάς το σταδιακά. Αιτία αυτού του φαινομένου θεωρείται η χαμηλή πίεση στο κεντρικό τμήμα. Επομένως, θερμές υγρές μάζες αέρα ορμούν προς τα πάνω, περιστρέφοντας γύρω από το κέντρο του κυκλώνα (το μάτι). Αυτό προκαλεί τη συσσώρευση νεφών υψηλής πυκνότητας. Σε αυτή τη ζώνη μαίνεται ισχυροί άνεμοι, η ταχύτητα των οποίων μπορεί να φτάσει τα 270 km/h. Στο βόρειο ημισφαίριο, ο αέρας περιστρέφεται αριστερόστροφα μεκάποια στροφή προς το κέντρο. Στους αντικυκλώνες, αντίθετα, ο αέρας στροβιλίζεται δεξιόστροφα. Ένας τροπικός κυκλώνας στο νότιο ημισφαίριο λειτουργεί σχεδόν με τον ίδιο τρόπο. Ωστόσο, οι κατευθύνσεις αντιστρέφονται. Οι κυκλώνες μπορούν να φτάσουν διαφορετικά μεγέθη. Η διάμετρός τους μπορεί να είναι πολύ μεγάλη - έως και αρκετές χιλιάδες χιλιόμετρα. Για παράδειγμα, ένας μεγάλος κυκλώνας μπορεί να καλύψει ολόκληρη την ευρωπαϊκή ήπειρο. Κατά κανόνα, αυτά τα ατμοσφαιρικά φαινόμενα σχηματίζονται σε ορισμένα γεωγραφικά σημεία. Για παράδειγμα, ο κυκλώνας του νότου έρχεται στην Ευρώπη από τα Βαλκάνια. περιοχές της Μεσογείου, της Μαύρης και της Κασπίας Θάλασσας.
Μηχανισμός σχηματισμού κυκλώνα – πρώτη φάση
Τι είναι ο κυκλώνας και πώς σχηματίζεται; Στα μέτωπα, δηλαδή στις ζώνες επαφής μεταξύ θερμών και ψυχρών μαζών αέρα, εμφανίζονται και αναπτύσσονται κυκλώνες. Αυτό το φυσικό φαινόμενο σχηματίζεται όταν μια μάζα ψυχρού πολικού αέρα συναντά μια μάζα ζεστού, υγρού αέρα. Ταυτόχρονα, θερμές αέριες μάζες ξεσπούν σε μια σειρά από ψυχρές, σχηματίζοντας κάτι σαν γλώσσα μέσα τους. Αυτή είναι η αρχή του κυκλώνα. Γλιστρώντας μεταξύ τους, αυτές οι ροές με διαφορετικές θερμοκρασίες και πυκνότητες αέρα δημιουργούν ένα κύμα στην μετωπική επιφάνεια και, κατά συνέπεια, στην ίδια την πρώτη γραμμή. Αποδεικνύεται ένας σχηματισμός που μοιάζει με τόξο, που στρέφεται από κοιλότητα προς τις θερμές αέριες μάζες. Το τμήμα του, που βρίσκεται στο μπροστινό ανατολικό τμήμα του κυκλώνα, είναι ένα θερμό μέτωπο. Το δυτικό τμήμα, που βρίσκεται πίσω από το ατμοσφαιρικό φαινόμενο, είναι ψυχρό μέτωπο. ΣΤΟΣτο μεσοδιάστημα μεταξύ τους στον κυκλώνα, υπάρχουν συχνά ζώνες καλού καιρού, που συνήθως διαρκεί μόνο λίγες ώρες. Μια τέτοια εκτροπή της πρώτης γραμμής συνοδεύεται από μείωση της πίεσης στην κορυφή του κύματος.
Εξέλιξη κυκλώνα: δεύτερη φάση
Ο ατμοσφαιρικός κυκλώνας συνεχίζει να εξελίσσεται περαιτέρω. Το σχηματιζόμενο κύμα, που κινείται, κατά κανόνα, προς τα ανατολικά, βορειοανατολικά ή νοτιοανατολικά, παραμορφώνεται σταδιακά. Η γλώσσα του θερμού αέρα διεισδύει πιο βόρεια, σχηματίζοντας έναν καλά καθορισμένο θερμό τομέα του κυκλώνα. Στο μπροστινό μέρος του, θερμές αέριες μάζες επιπλέουν σε ψυχρότερες και πυκνότερες. Καθώς ανεβαίνει, ο ατμός συμπυκνώνεται και σχηματίζει ένα ισχυρό σωρευτικό σύννεφο, το οποίο οδηγεί σε βροχόπτωση (βροχή ή χιόνι) που διαρκεί πολύ. Το πλάτος της ζώνης τέτοιων μετωπικών βροχοπτώσεων είναι περίπου 300 km το καλοκαίρι και 400 km το χειμώνα. Σε απόσταση αρκετών εκατοντάδων χιλιομέτρων μπροστά από το θερμό μέτωπο κοντά στην επιφάνεια της γης, η ανερχόμενη ροή αέρα φτάνει σε ύψος 10 km ή περισσότερο, στο οποίο η υγρασία συμπυκνώνεται για να σχηματίσει κρυστάλλους πάγου. Σχηματίζουν λευκά σύννεφα κίρους. Επομένως, ακριβώς από αυτά μπορεί κανείς να προβλέψει την προσέγγιση ενός θερμού μετώπου ενός κυκλώνα.
Η τρίτη φάση του σχηματισμού ενός ατμοσφαιρικού φαινομένου
Περαιτέρω χαρακτηριστικά του κυκλώνα. Ο υγρός θερμός αέρας του θερμού τομέα, περνώντας πάνω από την ψυχρότερη επιφάνεια της Γης, σχηματίζει χαμηλά σύννεφα στρώματος, ομίχλες και ψιλόβροχο. Μετά το πέρασμα ενός θερμού μετώπου, αρχίζει ο ζεστός συννεφιασμένος καιρός με νότιους ανέμους. Σημάδια αυτού είναι συχνά η εμφάνιση ομίχλης και ελαφριάς ομίχλης. Τότε πλησιάζει ένα ψυχρό μέτωπο. Ο κρύος αέρας, περνώντας κατά μήκος του, κολυμπά κάτω από ζεστό αέρα και τον εκτοπίζει προς τα πάνω. Αυτό οδηγεί στο σχηματισμό νεφών αθροιστικών. Είναι η αιτία για μπόρες, καταιγίδες, που συνοδεύονται από ισχυρούς ανέμους. Η ζώνη βροχόπτωσης του ψυχρού μετώπου έχει πλάτος περίπου 70 km. Με τον καιρό, το πίσω μέρος του κυκλώνα έρχεται να αντικαταστήσει. Φέρνει δυνατούς ανέμους, πυκνά σύννεφα και δροσερό καιρό. Με την πάροδο του χρόνου, ο κρύος αέρας ωθεί τον θερμό αέρα προς τα ανατολικά. Μετά από αυτό, ο καιρός είναι καθαρός.
Πώς σχηματίζονται οι κυκλώνες: Φάση Τέταρτη
Καθώς η γλώσσα του θερμού αέρα διεισδύει στη μάζα του ψυχρού αέρα, περιβάλλεται όλο και περισσότερο από ψυχρές μάζες αέρα και η ίδια αναγκάζεται να ανέβει. Αυτό δημιουργεί μια ζώνη χαμηλής πίεσης στο κέντρο του κυκλώνα, όπου ορμούν οι γύρω αέριες μάζες. Στο βόρειο ημισφαίριο, υπό την επίδραση της περιστροφής της Γης, στρέφονται αριστερόστροφα. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, οι νότιοι κυκλώνες έχουν αντίθετες κατευθύνσεις περιστροφής των μαζών αέρα. Ακριβώς λόγω του γεγονότος ότι η Γη στρέφεται γύρω από τον άξονά της, οι άνεμοι δεν κατευθύνονται προς το κέντρο του ατμοσφαιρικού φαινομένου, αλλά πηγαίνουν εφαπτομενικά στον κύκλο γύρω από αυτό. Καθώς αναπτύσσεται ο κυκλώνας, εντείνονται.
Η πέμπτη φάση της εξέλιξης του κυκλώνα
Ο ψυχρός αέρας στο ατμοσφαιρικό φαινόμενο κινείται με μεγαλύτερη ταχύτητα από τον θερμό αέρα. Επομένως, το ψυχρό μέτωπο του κυκλώνα συγχωνεύεται σταδιακά με το θερμό, σχηματίζοντας το λεγόμενο μέτωπο απόφραξης. ΣτοΗ επιφάνεια της Γης δεν είναι πλέον μια θερμή ζώνη. Μόνο ψυχρές αέριες μάζες παραμένουν εκεί.
Ο θερμός αέρας ανεβαίνει, όπου σταδιακά ψύχεται και απελευθερώνεται από τα αποθέματα υγρασίας που πέφτουν στο έδαφος με τη μορφή βροχής ή χιονιού. Η διαφορά μεταξύ της θερμοκρασίας του κρύου και του θερμού αέρα σταδιακά ισοπεδώνεται. Ταυτόχρονα, ο κυκλώνας αρχίζει να ξεθωριάζει. Ωστόσο, δεν υπάρχει πλήρης ομοιογένεια σε αυτές τις μάζες αέρα. Μετά από αυτόν τον κυκλώνα, ένας δεύτερος εμφανίζεται κοντά στο μπροστινό μέρος στην κορυφή ενός νέου κύματος. Αυτά τα ατμοσφαιρικά φαινόμενα έρχονται πάντα σε σειρά, με το καθένα να ακολουθεί κάπως νότια του προηγούμενου. Το ύψος της δίνης του κυκλώνα φτάνει συχνά στη στρατόσφαιρα, δηλαδή ανεβαίνει σε ύψος 9-12 km. Ιδιαίτερα μεγάλα μπορούν να βρεθούν σε υψόμετρα 20-25 χλμ.
Ταχύτητα κυκλώνα
Οι κυκλώνες είναι σχεδόν πάντα σε κίνηση. Η ταχύτητα κίνησής τους μπορεί να είναι πολύ διαφορετική. Ωστόσο, μειώνεται όσο γερνά το ατμοσφαιρικό φαινόμενο. Τις περισσότερες φορές κινούνται με ταχύτητα περίπου 30-40 km / h, καλύπτοντας μια απόσταση 1000-1500 km ή περισσότερο σε 24 ώρες. Μερικές φορές κινούνται με ταχύτητα 70-80 χλμ την ώρα και ακόμη περισσότερο, περνώντας 1800-2000 χλμ την ημέρα. Με αυτούς τους ρυθμούς, ο κυκλώνας που μαίνεται σήμερα στην περιοχή της Αγγλίας, σε 24 ώρες μπορεί ήδη να βρίσκεται στην περιοχή του Λένινγκραντ ή της Λευκορωσίας, προκαλώντας απότομη αλλαγή του καιρού. Καθώς πλησιάζει το κέντρο του ατμοσφαιρικού φαινομένου, η πίεση πέφτει. Υπάρχουν διάφορα ονόματα για τους κυκλώνες και τους τυφώνες. Ένα από τα πιο διάσημα είναι η Κατρίνα, η οποία προκάλεσε σοβαρή ζημιά στις Ηνωμένες Πολιτείες.
Ατμοσφαιρικά μέτωπα
Τι είναικυκλώνες, το έχουμε ήδη καταλάβει. Στη συνέχεια, θα μιλήσουμε για τα δομικά τους στοιχεία - ατμοσφαιρικά μέτωπα. Τι προκαλεί τις τεράστιες μάζες υγρού αέρα σε έναν κυκλώνα να ανεβαίνουν ψηλά; Για να λάβουμε απάντηση σε αυτό το ερώτημα, πρέπει πρώτα να καταλάβουμε τι είναι τα λεγόμενα ατμοσφαιρικά μέτωπα. Έχουμε ήδη πει ότι ο θερμός τροπικός αέρας μετακινείται από τον ισημερινό στους πόλους και στο δρόμο του συναντά ψυχρές μάζες αέρα εύκρατων γεωγραφικών πλάτη. Δεδομένου ότι οι ιδιότητες του θερμού και του ψυχρού αέρα διαφέρουν έντονα, είναι φυσικό οι συστοιχίες τους να μην μπορούν να αναμειχθούν αμέσως. Στο σημείο συνάντησης μαζών αέρα διαφορετικών θερμοκρασιών, εμφανίζεται μια σαφώς καθορισμένη ζώνη - μια ζώνη μετάβασης μεταξύ μετώπων αέρα με διαφορετικές φυσικές ιδιότητες, η οποία στη μετεωρολογία ονομάζεται μετωπική επιφάνεια. Η ζώνη που χωρίζει τις αέριες μάζες των εύκρατων και τροπικών γεωγραφικών πλάτη ονομάζεται πολικό μέτωπο. Και η μετωπική επιφάνεια μεταξύ εύκρατου και αρκτικού γεωγραφικού πλάτη ονομάζεται αρκτική. Δεδομένου ότι η πυκνότητα των θερμών αέριων μαζών είναι μικρότερη από αυτή των ψυχρών, το μπροστινό μέρος είναι ένα κεκλιμένο επίπεδο, το οποίο κλίνει πάντα προς τον ψυχρό όγκο με εξαιρετικά μικρή γωνία ως προς την επιφάνεια. Ο δροσερός αέρας, όσο πιο πυκνός, όταν συναντά τον ζεστό αέρα, τον ανεβάζει. Όταν φανταζόμαστε ένα μέτωπο μεταξύ μαζών αέρα, πρέπει πάντα να έχουμε κατά νου ότι πρόκειται για μια νοητή επιφάνεια που γέρνει πάνω από το έδαφος. Η γραμμή του ατμοσφαιρικού μετώπου, που σχηματίζεται όταν αυτή η επιφάνεια διασχίζει τη γη, σημειώνεται στους μετεωρολογικούς χάρτες.
Τυφώνας
Αναρωτιέμαι αν υπάρχει κάτι πιο όμορφο στη φύση από ένα φαινόμενο όπως ο τυφώνας; Ένας καθαρός ήρεμος ουρανός πάνω από ένα πηγάδι τοίχων που δημιουργήθηκε από μια τρελή ανεμοστρόβιλο, διαπερασμένος από ζιγκ-ζαγκ κεραυνών, τοίχοι δύο Έβερεστ ψηλά; Ωστόσο, μεγάλο πρόβλημα απειλεί όποιον καταλήξει στον πάτο αυτού του πηγαδιού…
Ξεκινώντας από τα γεωγραφικά πλάτη του ισημερινού, οι τυφώνες κατευθύνονται δυτικά και στη συνέχεια (στο βόρειο ημισφαίριο) στρίβουν βορειοδυτικά, βόρεια ή βορειοανατολικά. Αν και το καθένα από αυτά δεν ακολουθεί ακριβώς το μονοπάτι του άλλου, τα περισσότερα ακολουθούν μια καμπύλη που έχει το σχήμα παραβολής. Η ταχύτητα των τυφώνων αυξάνεται καθώς κινούνται προς τα βόρεια. Εάν κοντά στον ισημερινό και προς τα δυτικά κινούνται με ταχύτητα μόνο 17-20 km / h, τότε αφού στρίψουν προς τα βορειοανατολικά η ταχύτητά τους μπορεί να φτάσει τα 100 km / h. Ωστόσο, υπάρχουν φορές που, παραπλανώντας απροσδόκητα όλες τις προβλέψεις και τους υπολογισμούς, οι τυφώνες είτε σταματούν εντελώς είτε βιάζονται παράφορα προς τα εμπρός.
Eye of the Hurricane
Το μάτι είναι ένα μπολ με κυρτά τοιχώματα από σύννεφα, στο οποίο υπάρχει σχετικά ασθενής άνεμος ή πλήρης ηρεμία. Ο ουρανός είναι αίθριος ή μερικώς συννεφιασμένος. Η πίεση είναι 0,9 της κανονικής τιμής. Το μάτι ενός τυφώνα μπορεί να κυμαίνεται σε μέγεθος από 5 έως 200 km σε διάμετρο, ανάλογα με το στάδιο της ανάπτυξής του. Σε νεαρό τυφώνα το μέγεθος του ματιού είναι 35-55 km, ενώ σε ανεπτυγμένο μειώνεται στα 18-30 km. Καθώς ο τυφώνας ξεθωριάζει, το μάτι μεγαλώνει ξανά. Όσο πιο ξεκάθαρα περιγράφεται, τόσο πιο ισχυρός είναι ο τυφώνας. Σε τέτοιους τυφώνες οι άνεμοι είναι πιο δυνατοί κοντά στο κέντρο. Κλείνοντας όλα τα ρυάκια γύρω από το μάτι, οι άνεμοι στροβιλίζονταιμε ταχύτητες έως και 425 km/h, μειώνοντας σταδιακά την ταχύτητα καθώς απομακρύνεστε από το κέντρο.
