Что такое осенний антициклон
Циклон и антициклон
Многие полагают, что воздух – прозрачное вещество, перемещающееся в хаотичном порядке. В действительности он формирует фронты, движущиеся над земной поверхностью, образующие воздушные вихри – циклоны и антициклоны. Данные вихри взаимосвязаны, но противоположны по воздействию на погодные условия.
Что такое циклон и как он образуется?
Циклон – обширный атмосферный вихрь, в диаметре достигающий от сотни до многих тысяч километров, связанный с движением теплого фронта (наступлением теплой воздушной массы на холодную). Ветры устремлены от краев в центр, движутся в Северном полушарии против часовой стрелки, в Южном – по часовой. В центральной зоне формируется низкое давление, воздушные потоки направлены вверх.
Восходящие воздушные массы формируют плотную облачность. Признаки циклонального процесса – пасмурная погода, дожди, сопровождающиеся грозами, порывистым ветром. В летний сезон циклон вызывает охлаждение воздуха, в зимний – оттепель.
По области возникновения выделяют виды циклонов:
Отмечаются стадии развития циклона:
Для циклонов характерно разрушительное воздействие, его степень определяется интенсивностью вихревого потока. По силе действия выделяются типы:
Наиболее опасны мощные тропические циклоны, формирующиеся в широтах 5 – 25° над прогретым морским пространством. Они отличаются от вихрей умеренных поясов меньшими размерами (не превышают сотни километров), несут невероятную разрушительную силу. В центральной зоне давление экстремально низкое, формируются ветры со штормовой скоростью. В Тихоокеанских странах тропические вихри называются тайфуны, в Атлантических – ураганы.
Обычно циклоны существуют пару суток. Но в регионах со стабильным пониженным давлением фиксируются вихри, сохраняющие активность до 10 – 12 месяцев.
Что такое антициклон и как он развивается?
Антициклон – это воздушный поток, характеризующийся высоким давлением, определенной направленностью ветра (по часовой стрелке в Северном полушарии, против – в Южном). Формируется в субтропиках и приполярных поясах в нижних атмосферных слоях при образовании холодного фронта (вторжении холодной воздушной массы в теплую). Воздух движется со скоростью 30 – 40 км/ч. Диаметр не превышает 5 тысяч километров.
Антициклоны делятся на:
Антициклоны несут ясную погоду, безветренную, малооблачную и безоблачную. Зимой и осенью возможно появление слоистой облачности, ночных морозов, в теплый сезон – кучевой облачности без осадков.
Чем отличается циклон от антициклона?
Сходство циклонов и антициклонов заключается в:
Разница между явлениями кардинальная, что видно в нижеприведенной таблице.
циклон | антициклон | |
---|---|---|
область образования | обычно над океанами во всех широтах, кроме экваториальных (на экваторе сила Кориолиса не действует) | над океанической поверхностью в субтропиках и приполярных областях |
диаметр | от сотен до многих тысяч километров | несколько тысяч километров |
перемещение | непрерывное со скоростью до 60 км/ч (у тропических штормов скорость значительно выше) | скорость невысокая, до 40 км/ч |
давление | центральное – низкое, повышается к краю | центральное – высокое, снижается к краю |
направленность вращения относительно полушарий | в Северном против часовой стрелки, в Южном по часовой | в Северном по часовой стрелке, в Южном против |
погодные изменения | пасмурность, сильный ветер, осадки | низкая облачность, безветрие, отсутствие осадков |
различия на синоптических картах | Н – зона низкого давления | В – зона высокого давления |
Циклоны имеют множество отличий от антициклонов, однако явления тесно связаны. При снижении атмосферного давления в одной области оно непременно растет в соседней. Для циклональных и антициклональных потоков един механизм возникновения: неоднородность нагревания земной поверхности при осевом вращении планеты.
Что такое антициклон
Антициклон и циклон — противоположные состояния воздушной атмосферы на планете Земля. Оба явления зависят от давления атмосферы, соответственно, циклон является областью пониженного давления, а антициклон — областью повышенного давления. По своей природе они являются огромными вихрями, которые могут доходить от сотен до нескольких тысяч километров.
Запомнить, какой термин обозначает плохую, а какой — хорошую погоду достаточно просто. Циклон — это атмосферный вихрь, который приносит сильные порывы ветра, дожди и грозы. Антициклон — полная противоположность циклону. Антициклон приносит тихую и спокойную погоду, без ветра, осадков, с чистым небом и редкими облаками. Характерные признаки того, что вы находитесь в периметре атмосферного антициклона — ясная погода, мало облаков на небе, отсутствие ветра и осадков. Летом антициклон приносит жаркую погоду и солнечные дни, зимой — ясную погоду без осадков и мороз. Другие названия антициклонов — область высокого давления, область повышенного давления и барический максимум.
Устойчивый антициклон. Яркая солнечная погода. На фотографии поселок Планческая щель, Северский район Краснодарского края. Начало октября
Антициклон — это область повышенного атмосферного давления. Максимальное давление наблюдается в центре. Вокруг центра максимального повышенного давления образуется вихрь с потоками воздуха. В северном полушарии воздух в антициклоне движется по часовой стрелке, а в южном — против часовой стрелки. Благодаря повышенному давлению, облака в таких образованиях достаточно редки. Так как давление на краях антициклона более низкое, то воздух устремляется от центра к внешнему краю, образуя при этом нисходящие потоки, так как при движении воздух спускается вниз. В антициклоне воздух поступает из стратосферы и устремляется к земле, поэтому погода при антициклоне всегда стоит сухая и тёплая.
Антициклоны могут достигать четырёх тысяч километров в диаметре. По скорости они могут быть как малоподвижными, так и довольно быстрыми, перемещаясь со скоростью от 20 до 40 километров в час. Антициклоны, как и циклоны, перемещаются в направлении общего переноса воздуха в тропосфере Земли — с запада на восток.
Таким образом, теперь вы будете знать, что в случае, если надвигается циклон, нужно готовить зонтик, резиновые сапоги или тёплую одежду, а если надвигается антициклон, то стоит ожидать тёплой погоды без осадков и отправляться в горы. Метеочувствительным людям также стоит знать, что давление у человека изменяется противоположно давлению атмосферы. Если давление атмосферы падает (циклон), то давление человека повышается, а если давление атмосферы повышается (антициклон), то давление человека понижается.
Циклон и антициклон
Циклоны и антициклоны – движущиеся в атмосфере вихри, достигают в диаметре 3 тысяч км, формируют погоду на значительных территориях. По механизму образования они схожи, разница между циклоном и антициклоном заключается во влиянии на климат.
Что такое циклон
Атмосферный вихрь, в центре которого формируется низкое давление, а воздушные потоки движутся от краев внутрь, называется циклон, сокращенно пишется буквой H. Когда на территорию надвигается циклональный центр, быстро падает атмосферное давление, перистая облачность сменяется плотными дождевыми тучами. На короткое время движение ветровых потоков затихает, воздух становится душным. После чего температура резко снижается, идет дождь.
Циклон из космоса
По региону формирования бывают следующие виды циклонов:
По степени оставляемых разрушений выделяют несколько типов циклональной активности:
Мощный циклон, способный нести огромную энергию разрушения, формируется в тропиках. По диаметру он меньше вихрей, образующихся на территориях с умеренным климатом. Зарождается тропический циклон над хорошо прогреваемой поверхностью моря или океана на широте 5-25°.
Как образуются циклоны
Циклональный вихрь формируется, когда теплый фронт надвигается на холодную массу воздуха. Характерный признак – спиралевидное закручивание воздушного потока вверх: в северном полушарии против движения стрелки, в южном – наоборот.
Циклон проходит несколько стадий развития:
Что такое антициклон
Вихрь, в центре которого давление повышается, а ветры устремляются к краям, в климатологии обозначается буквой B. В северном полушарии воздушный поток при спиралевидном закручивании стремится из тропосферных слоев вниз по движению стрелки, в южном – наоборот. Он давит на земную поверхность, тем самым создает в приземном слое высокое атмосферное давление. Преимущественные области формирования антициклонов – субарктика и субтропики.
Антициклоны бывают следующих видов:
Как образуются антициклоны
Фактор образования антициклона такой же, как циклона, – холодный фронт напирает на теплую воздушную массу. Но движение воздуха менее активное, иногда даже замирает, в итоге над территорией надолго сохраняется ясная погода: в летние месяцы жаркая, в зимние – морозная. Причем на территориях, где царит континентальный климат, возможны значительные суточные колебания температуры.
Чем отличается циклон от антициклона
Рассмотрим по пунктам, в чем отличие антициклона от циклонального вихря.
Параметры | Циклон (H) | Антициклон (B) |
---|---|---|
Направление потока воздуха в северном полушарии | против движения стрелки вверх | по движению стрелки вниз |
Центр вихря | область пониженного давления | область повышенного давления |
Зона формирования над планетарной поверхностью | над морской и океанической акваторией во всех климатических поясах, помимо экваториального | над обширной акваторией в субполярных и субтропических поясах |
Диаметр вихря | от нескольких сотен до 1000 км | максимум 3000 км |
Погодные условия | формирование облачности, сильный ветер, летом дождливая, зимой снежная погода | рассеивание облачности, безветрие, летом жаркая, зимой морозная погода |
Скорость движения воздушного потока | около 60 км/ч, ураганный ветер – до 200 км/ч | 20-40 км/ч |
Живут антициклоны и циклоны примерно равный отрезок времени: 3-10 суток. За этот период давление атмосферы постепенно выравнивается. Но есть регионы на планете, где отмечается длительное воздействие высокого или низкого давления: Алеутский и Исландский минимумы – области длительной циклональной активности, Азиатский и Южно-Индийский максимумы – зоны антициклональной активности.
Несмотря на различие между циклоном и антициклоном по влиянию на климат, между этими явлениями существует неразрывная связь. Когда на одной территории снижается давление, оно начинает возрастать в прилегающей области. Возникновению обоих явлений способствует неравномерное нагревание поверхности при вращении планеты вокруг своей оси.
Циклоны и антициклоны
Что такое циклон и антициклон
Поверхность нашей планеты окутывает газовая оболочка, которая состоит из нескольких слоев – тропосферы, стратосферы, мезосферы, термосферы и экзосферы. Между ними расположены небольшие по высоте зоны, где происходят процессы по изменению температуры, давления, плотности воздуха. Они выполняют роль своеобразного буфера между атмосферными слоями и служат переходными участками. Формирование погоды на поверхности планеты происходит в самом нижнем слое – тропосфере, на высоте до двадцати километров. Здесь находится основная масса атмосферных газов, происходят сложные процессы теплообмена, образование циклонов и антициклонов.
Вихревые возмущения в тропосфере достигают громадных размеров. Их площадь может составлять несколько тысяч квадратных километров. Области с низким давлением, где воздушные массы перемещаются по спирали, постепенно смещаясь от границы высокого давления к центру – в область пониженного давления и поднимаются вверх, образуя потоки воздуха, направленные вверх, называются циклонами. В Северном полушарии движение атмосферных газов происходит против хода часовой стрелки, а в Южном полушарии наоборот. Образование циклонов происходит из-за вращения Земли.
Области с повышенным атмосферным давлением в центре называются антициклонами. В них движение воздушных масс направлено от центра к периферии, где давление низкое. В центре воздух спускается сверху как-бы растекаясь по поверхности земли, образовывая нисходящие потоки, при этом вращаясь по часовой стрелке в Северном полушарии и наоборот в Южном.
Чаще всего такие атмосферные явления возникают в умеренных поясах, ось их вращения наклонена на большой угол относительно поверхности, срок существования возмущений может быть до нескольких суток, а скорость перемещения вдоль земли достигать сорока километров в час. При диаметре вихрей до четырех тысяч километров их высота способна достигнуть двадцати километров. Все они – это естественные природные механизмы, перемещающие огромные объемы воздушных масс и формирующие погоду на поверхности планеты.
Разновидности циклонов
Существуют два основных вида циклонов, которые указывают на место формирования вихревых возмущений. Внетропические образуются в полярных и умеренных широтах и имеют значительные размеры. Их энергия колоссальна.
Самые большие возникают на южной границе умеренных широт и перемещаются к северу и северо-востоку. Размер тропических циклонов уступает внетропическим, образуются они в тропических широтах, но их отличает высокая скорость перемещения и значительный барический градиент. У такой разновидности циклонов часто наблюдают своеобразный глаз бури – область в центре с размерами порядка двадцати-тридцати километров, где погода всегда ясная и безветренная, но на их границе скорость ветра может достигать до тридцати метров в секунду при порывах до ста.
Разновидности антициклонов
Антициклоны бывают самые разные: низкие, высокие, стационарные, подвижные, одноцентровые, многоцентровые. Низкий антициклон всегда холодный. Он имеет небольшую вертикальную мощность и захватывает только нижнюю часть тропосферы – высота его не превышает полутора километров.
Выше, в средней и верхней частях тропосфере атмосферное давление не превышает норму. Иногда прямо над таким антициклоном образуется циклон. Высокий антициклон всегда теплый. Вертикальная мощность его велика – он может захватывать не только нижнюю и среднюю части тропосферы, но и ее верхние слои. Если антициклон имеет только один центр, он называется одноцентровым, если несколько – многоцентровым.
Особо мощные стационарные антициклоны называются блокирующими. Они как захватчики – захватывают огромные территории, устанавливают там свои погодные условия и на эту территорию вход другим воздушным массам закрыт категорически. По району зарождения антициклоны бывают субтропические, внетропические.
Влияние циклонов на погоду
Циклоны всегда несут с собой непогоду, иногда – разрушения и жертвы. Самые разрушительные циклоны – тропические. В разных странах они называются по-разному – вили-вилли, тайфун, багуйо, ураган, кордонасо, но разрушительная суть их от этого не меняется. Особенно сильные тропические циклоны и тайфуны имеют свои личные имена, например, Катарина, Санта-Анна, Канмури, Ирма, Булавка и так далее.
Это делается для точной систематизации, удобства прогнозирования и оповещения. Тропические циклоны хоть и невелики по размерам, зато огромны по силе. Образуются они исключительно над морской поверхностью. Скорость ветра тропического циклона в среднем больше ста километров в час, при порывах может быть больше трехсот шестидесяти километров в час.
Один из самых страшных циклонов, получивший свое собственное имя – Бхола, произошел в ноябре 1970 года у берегов современного государства Бангладеш. Безумный ураган со скоростью больше двухсот пяти метров в секунду внезапно обрушился на ничего не подозревающих людей, за ураганом пришла огромная пятнадцатиметровая волна и смыла все, что не смог сдуть и разрушить ветер. За несколько минут погибли около двухсот пятидесяти тысяч человек. Последующая эпидемия унесла еще столько же жизней.
Всего же пострадало около пяти миллионов человек. Внетропические циклоны таких ужасных разрушений не производят. Обычно они просто портят хорошую погоду и настроение. С приходом внетропического циклона поднимается ветер, нагоняет облака, выпадают осадки. Чем ближе центр циклона, тем ветер сильнее, облака гуще, а осадки сильнее.
Влияние антициклонов на погоду
Антициклон – это всегда хорошая погода. Обычно она бывает солнечной и безоблачной. Летом антициклон приносит палящее солнце и жару, зимой – яркое солнце и мороз при полом отсутствии хоть даже самого слабенького ветерка. Иногда антициклон вызывает густой «английский» туман, который по утрам хищно заполняет всю его территорию.
Это может случится в любое время года, как летом, так и зимой, но только при наличии достаточно влажного для этого воздуха. Затяжной блокирующий антициклон всегда приносит больше бед, чем радости. Иногда он застаивается на несколько месяцев, летом принося аномальную жару, засуху и пожары, а зимой – бесснежье и аномально сильные морозы. Следствие этого – выгоревшие на огромной территории леса, вездесущий едкий дым от пожаров, сгоревшие дома и оставшиеся без крова люди, погибший урожай, большой ущерб для экономики и просто испорченное лето.
Бесснежные и суровые зимы тоже приносят немало бед. Это и вымерзшие озимые посевы, и замерзающие в не рассчитанных на такие холода домах люди. Пара затяжных блокирующих антициклонов – летний, а затем зимний (или наоборот – зимний, затем летний) в прошлом не раз приводили к вымиранию почти девяноста процентов населения некоторых стран от голода и последующих за ним захватнических войн. Конечно, такое бывает не часто и на дворе не средние века, но аномально высокие летние температуры в не приспособленной к этому Европе особой радости не приносят.
Циклоны и антициклоны на территории России
В России есть два основных климатических фронта. Это арктический фронт и фронт полярный. Именно к ним в России и приурочена большая часть всех вихревых образований. В умеренных широтах России они формируются на разделе континентальных и морских воздушных масс. Циклоны и антициклоны также формируются в западной части России, а затем перемещаются на восток вместе с общим переносом воздушных масс. При этом перемещении чем дальше на восток уходит циклон, тем больше он отклоняется на север, а антициклон, в отличие от циклона, при движении на восток все больше и больше смещается к югу. На Дальнем Востоке траектории движения циклонов и антициклонов совпадают с направлением муссонов.
Европейская и северная части России – царство циклонов, а южная часть России – царство антициклонов. Конечно, циклоны бывают и на юге, а хорошая погода – на севере, но затяжное, на не только на несколько дней, но и на несколько недель обычное серое северное ненастье на юге почти не бывает. Недаром ведь жители северо-запада, выходя из дому утром в прекрасную солнечную погоду обязательно берут с собою зонтик – циклон всегда где-то рядом.
Приехав на юг России, жители этих северных регионов каждое утро опасливо смотрят на небо и по привычке ждут разверзшихся хлябей небесных, и, не дождавшись, сильно удивляются, когда день за днем, а то и неделя за неделей на небе сияет яркое солнце. Из-за этого преобладания циклонов или антициклонов в целом атмосферное давление на юге России выше, чем на севере, солнечных дней намного больше, лето суше, зима малоснежнее. Зимой циклоны предпочитают безобразничать в северных морях – Охотском, Баренцевом и Карском, не забывают захватить и северо-западный кусочек Русской равнины.
Антициклоны, вне зависимости от сезона, радуют жителей юга Русской равнины и юга Западной Сибири. Зимой над азиатской частью России и Сибирью властвует Азиатский антициклон (другие его названия: монгольский, сибирский, центральноазиатский антициклон или азиатский максимум давления), принося с собой очень морозную и солнечную погоду. Правда, в последние годы он немного подустал, и не каждый год он заходит за Урал, и даже в Сибири в последние годы зимой стали появляться оттепели – вещь обычная для европейской части России.
Наверное, через пару поколений Азиатский циклон окончательно уйдет на покой, и климат Евразии очень сильно изменится. Предполагается, что в большинстве регионов России станет не только значительно теплее, но и значительно суше, примерно, как в Киргизии или Казахстане сейчас, у Северного полярного круга можно будет выращивать апельсины, а Северному морскому пути не будут нужны ледоколы, а функционировать он будет круглогодично.
Сравнение циклонов и антициклонов
Циклон и антициклон – понятия противоположные. Циклон – область пониженного давления, антициклон – повышенного. В циклоне потоки воздуха направлены от краев к центру, в антициклоне – наоборот, из центра к краям. Закручивается в спираль воздух тоже по-разному – у циклонов против часовой стрелки, у антициклонов в противоположную сторону – по часовой.
В центре циклона – атмосферный фронт и самая страшная непогода, в центре антициклона всегда хорошая погода и полное отсутствие всяких фронтов. Циклон может зародиться где угодно, кроме области вокруг экватора, ведь только там не действует сила Кориолиса, хотя в качестве колыбели все-таки предпочитает океан. Антициклон чаще всего формируется над ледовыми полями, океанами или в тропиках. Самый большой антициклон все же меньше самого большого циклона. Максимальный диаметр циклона не превышает пяти тысяч километров, антициклона – четырех.
Даже самые медленные циклоны всегда движутся быстрее самых быстрых антициклонов. Минимальная скорость циклона составляет около сорока километров в час, максимальная скорость антициклона не превышает тридцати километров. Циклон всегда в движении, не важно, с какой скоростью, сорок или двести сорок километров в час – он не может стоять на месте, антициклон или перемещается черепашьим шагом или вовсе стоит на месте. Циклон всегда приносит плохую погоду, антициклон – хорошую.
Великое множество метеорологических станций по всему миру, и, в частности, России, круглосуточно ведут метеонаблюдения, систематизируют и обрабатывают их. В результате получаются карты погоды, отражающие все ее параметры, в том числе распределение атмосферного давления. Именно оно показывает расположение циклонов и антициклонов на всей поверхности нашей планеты.
Н аивно думать, что циклоны или антициклоны – удел исключительно нашей планеты. Например, Нептуне не так давно наблюдалось Малое Темное Пятно, по всей вероятности, огромный циклон южного полушария. На Юпитере и в настоящее есть огромная зона постоянного высокого давления – Большое Красное Пятно, существующее, по меньшей мере, несколько веков и являющееся, по всей вероятности, своеобразным долгоживущим антициклоном, хотя уже и теряющим свою силу.
Антициклон
Антициклон — область повышенного атмосферного давления с замкнутыми концентрическими изобарами на уровне моря и с соответствующим распределением ветра. В низком антициклоне — холодном, изобары остаются замкнутыми только в самых нижних слоях тропосферы (до 1,5 км), а в средней тропосфере повышенное давление вообще не обнаруживается; возможно также наличие над таким антициклоном высотного циклона.
Высокий антициклон — теплый и сохраняет замкнутые изобары с антициклонической циркуляцией даже и в верхней тропосфере. Иногда антициклон бывает многоцентровым. Воздух в антициклоне в северном полушарии движется, огибая центр по часовой стрелке (то есть отклоняясь от барического градиента вправо), в южном полушарии — против часовой стрелки. Для антициклона характерно преобладание ясной или малооблачной погоды. Вследствие охлаждения воздуха от земной поверхности в холодное время года и ночью в антициклоне возможно образование приземных инверсий и низких слоистых облаков (St) и туманов. Летом над сушей возможна умеренная дневная конвекция с образованием кучевых облаков. Конвекция с образованием кучевых облаков наблюдается и в пассатах на обращенной к экватору периферии субтропических антициклонов. При стабилизации антициклона в низких широтах возникают мощные, высокие и теплые субтропические антициклоны. Стабилизация антициклонов происходит также в средних и в полярных широтах. Высокие малоподвижные антициклоны, нарушающие общий западный перенос средних широт, называются блокирующими.
Синонимы: область высокого давления, область повышенного давления, барический максимум.
Антициклоны достигают размера несколько тысяч километров в поперечнике. В центре антициклона давление обычно 1020—1030 мбар, но может достигать 1070—1080 мбар. Как и циклоны, антициклоны перемещаются в направлении общего переноса воздуха в тропосфере, то есть с запада на восток, отклоняясь при этом к низким широтам. Средняя скорость перемещения антициклона составляет около 30 км/ч в Северном полушарии и около 40 км/ч в Южном, но нередко антициклон надолго принимает малоподвижное состояние.
В летний период антициклон приносит жаркую малооблачную погоду. В зимний период антициклон приносит сильные морозы, иногда также возможен морозный туман.
Важной особенностью антициклонов является образование их на определённых участках. В частности, над ледовыми полями формируются антициклоны. И чем мощнее ледовый покров, тем сильнее выражен антициклон; именно поэтому антициклон над Антарктидой очень мощный, а над Гренландией маломощный, над Арктикой — средний по выраженности. Мощные антициклоны также развиваются в тропическом поясе.
Интересным примером резких изменений в формировании различных воздушных масс служит Евразия. В летнее время над её центральными районами формируется область низкого давления, куда засасывается воздух с соседних океанов. Особенно сильно это проявляется в Южной и Восточной Азии: бесконечная вереница циклонов несет влажный тёплый воздух вглубь материка. Зимой ситуация резко меняется: над центром Евразии формируется область высокого давления — Азиатский максимум, холодные и сухие ветры из центра которого (Монголия, Тыва, Юг Сибири), расходящиеся по часовой стрелке, разносят холод вплоть до восточных окраин материка и вызывают ясную, морозную, практически бесснежную погоду на Дальнем Востоке, в Северном Китае. В западном направлении антициклоны влияют менее интенсивно. Резкие снижения температуры возможны только, если центр антициклона переместится к западу от точки наблюдения, потому что ветер меняет направление с южного на северный. Подобные процессы часто наблюдаются на Восточно-Европейской равнине.
Крупнейший антициклон в Солнечной системе — Большое красное пятно на Юпитере.
Содержание
Блокирующий антициклон
Блокирующий антициклон — практически неподвижный мощный антициклон, который обладает способностью не пропускать другие воздушные массы на занятую собой территорию. Средний срок жизни такого антициклона — от трёх до пяти суток, лишь 1 % антициклонов дотягивает до 15 суток. [1]
Стадии развития антициклонов
на страницу обсуждения участника, создавшего статью
Автору статьи: Авторские права, Получение разрешений, Что делать?
В жизни антициклона, так же, как и циклона, выделяют несколько стадий развития:
Наиболее благоприятные условия для развития антициклона складываются, когда его приземный центр располагается под тыловой частью высотной барической ложбины на АТ500, в зоне значительных горизонтальных градиентов геопотенциала (высотная фронтальная зона). Усиливающим эффектом является сходимость изогипс при их циклонической кривизне изогипс, которая по потоку увеличивается. Здесь происходит накопление воздушных масс, что обусловливает динамический рост давления.
Давление у Земли повышается при понижении температуры в вышележащем слое атмосферы (адвекция холода). Наибольшая адвекция холода наблюдается за холодным фронтом в тылу циклона или в передней части усиливающихся антициклонов, где происходит адвективное повышение давления и где формируется область нисходящих движений воздуха.
Обычно стадии возникновения антициклона и молодого антициклона объединяют в одну из-за небольших отличий в структуре термобарического поля.
В начале своего развития антициклон имеет обычно вид отрога, возникшего в тылу циклона. На высотах антициклонические вихри в начальной стадии не прослеживаются. Стадия максимального развития антициклона характеризуется наибольшим давлением в центре. В последней стадии антициклон разрушается. У поверхности Земли в центре антициклона давление понижается.
Начальная стадия развития антициклона
В начальной стадии развития приземный антициклон располагается под тыловой частью высотной барической ложбины, а барический гребень на высотах сдвинут в тыловую часть относительно приземного барического центра. Над приземным центром антициклона в средней тропосфере располагается густая система сходящихся изогипс. (рис. 12.7). Скорости ветра над приземным центром антициклона и несколько правее в средней тропосфере достигают 70-80 км/ч. Термобарическое поле благоприятствует дальнейшему развитию антициклона.
Согласно анализу уравнения тенденции вихря скорости ∂∂κκHtgmHHHHnsnnsnns=++l(), здесь ∂∂Ht>0 (∂Ω∂t 0), имеют место сходимость изогипс (H>0) при их циклонической кривизне (>0), которая увеличивается по потоку (Hnnsκκs>0).
При таких скоростях в области сходимости воздушных течений происходит значительное отклонение ветра от градиентного (т.е. движение становится нестационарным). Развиваются нисходящие движения воздуха, давление растет, в результате чего антициклон усиливается.
На приземной карте погоды антициклон очерчивается одной изобарой. Разность давления между центром и периферией антициклона составляет 5-10 мб. На высоте 1-2 км антициклонический вихрь не выявляется. Область динамического роста давления, обусловленная сходимостью изогипс, распространяется на всё пространство, занятое приземным антициклоном.
Приземный центр антициклона располагается практически под термической ложбиной. Изотермы средней температуры слоя в передней части относительно приземного центра антициклона отклоняются от изогипс влево, что соответствует адвекции холода в нижней тропосфере. В тыловой части относительно приземного центра располагается термический гребень, и наблюдается адвекция тепла
Адвективный (термический) рост давления у земной поверхности охватывает переднюю часть антициклона, где адвекция холода особенно заметна. В тылу антициклона, где имеет место адвекция тепла, наблюдается адвективное падение давления. Линия нулевой адвекции, проходящая через гребень, делит область входа ВФЗ на две части: переднюю, где имеет место адвекция холода (адвективное повышение давления), и тыловую, где имеет место адвекция тепла (адвективное падение давления).
Таким образом, суммарно, область роста давления охватывает центральную и переднюю части антициклона. Наибольший рост давления у поверхности Земли (где совпадают области адвективного и динамического роста давления) отмечается в передней части антициклона. В тыловой части, где динамический рост накладывается на адвективное падение (адвекция тепла) суммарный рост у поверхности Земли будет ослаблен. Однако, до тех пор, пока область значительного динамического роста давления занимает центральную часть приземного антициклона, где адвективное изменение давления равно нулю, будет иметь место усиление возникшего антициклона.
Итак, в результате усиливающего динамического роста давления в передней части входа ВФЗ происходит деформация термобарического поля, приводящая к образованию высотного гребня. Под этим гребнем у Земли и оформляется самостоятельный центр антициклона. На высотах, где повышение температуры вызывает рост давления, область роста давления смещается в тыловую часть антициклона, в сторону области повышения температуры.
Стадия молодого антициклона
Термобарическое поле молодого антициклона в общих чертах соответствует структуре предыдущей стадии: барический гребень на высотах по отношению к приземному центру антициклона заметно сдвинут в тыловую часть антициклона, а над его передней частью располагается барическая ложбина.
Центр антициклона у поверхности Земли располагается под передней частью барического гребня в зоне наибольшего сгущения сходящихся по потоку изогипс, антициклоническая кривизна которых вдоль потока уменьшается. При такой структуре изогипс условия для дальнейшего усиления антициклона наиболее благоприятны.
Сходимость изогипс над передней частью антициклона благоприятствует динамическому росту давления. Здесь также наблюдается адвекция холода, что также благоприятствует адвективному росту давления.
В тыловой части антициклона наблюдается адвекция тепла. Антициклон является термически асимметричным барическим образованием. Термический гребень несколько отстает от барического гребня. Линии нулевого адвективного и динамического изменений давления в этой стадии начинают сближаться.
У поверхности Земли отмечается усиление антициклона – он имеет несколько замкнутых изобар. С высотой антициклон быстро исчезает. Обычно во второй стадии развития замкнутый центр выше поверхности АТ700 не прослеживается.
Стадия молодого антициклона завершается переходом его в стадию максимального развития.
Стадия максимального развития антициклона
Антициклон является мощным барическим образованием с высоким давлением в приземном центре и расходящейся системой приземных ветров. По мере его развития вихревая структура распространяется всё выше и выше (рис. 12.8). На высотах над приземным центром ещё существует густая система сходящихся изогипс с сильными ветрами и значительными градиентами температуры.
В нижних слоях тропосферы антициклон по-прежнему, располагается в массах холодного воздуха. Однако, по мере заполнения антициклона однородным тёплым воздухом на высотах появляется замкнутый центр высокого давления. Линии нулевого адвективного и динамического изменений давления проходят через центральную часть антициклона. Это указывает на то, что динамический рост давления в центре антициклона прекратился, а область наибольшего роста давления перешла на его периферию. С этого момента начинается ослабление антициклона.
Стадия разрушения антициклона
В четвертой стадии развития антициклон является высоким барическим образованием с квазивертикальной осью. Замкнутые центры высокого давления прослеживаются на всех уровнях тропосферы, координаты высотного центра практически совпадают с координатами центра у Земли (рис. 12.9).
С момента усиления антициклона температура воздуха на высотах повышается. В системе антициклона происходит опускание воздуха, и, следовательно, его сжатие и нагревание. В тыловой части антициклона происходит поступление тёплого воздуха (адвекция тепла) в его систему. В результате продолжающейся адвекции тепла и адиабатического нагревания воздуха антициклон заполняется однородным тёплым воздухом, а область наибольших горизонтальных контрастов температуры перемещается на периферию. На над приземным центром располагается очаг тепла.
Антициклон становится термически симметричным барическим образованием. Соответственно уменьшению горизонтальных градиентов термобарического поля тропосферы, адвективные и динамические изменения давления в области антициклона значительно ослабевают.
Из-за расходимости воздушных течений в приземном слое атмосферы давление в системе антициклона понижается, и он постепенно разрушается, что на начальном этапе разрушения более заметно у земной поверхности.
Некоторые особенности развития антициклонов
Эволюция циклонов и антициклонов существенно различается с точки зрения деформации термобарического поля. Возникновение и развитие циклона сопровождается возникновением и развитием термической ложбины, антициклона – возникновением и развитием термического гребня.
Для последних стадий развития барических образований характерно совмещение барических и термических центров, изогипсы и становятся практически параллельными, замкнутый центр прослеживается на высотах, причём, координаты высотного и приземного центров практически совпадают совмещаются (говорят о квазивертикальности высотной оси барического образования). Деформационные различия термобарического поля при формировании и развитии циклона и антициклона приводят к тому, что циклон постепенно заполняется холодным воздухом, антициклон – тёплым воздухом.
Не все возникающие циклоны и антициклоны проходят четыре стадии развития. В каждом отдельном случае могут встретиться те или другие отклонения от классической картины развития. Нередко, возникающие у поверхности Земли барические образования не имеют условий для дальнейшего развития и могут исчезнуть уже в начале своего существования. С другой стороны, имеют место ситуации, когда старое затухающее барическое образование возрождается и активизируется. Такой процесс называют регенерацией барических образований.
Но если у различных циклонов наблюдается более определённое сходство в этапах развития, то антициклоны, по сравнению с циклонами, имеют гораздо большие отличия в развитии и форме. Нередко антициклоны проявляются как вялые и пассивные системы, которые заполняют пространство между гораздо более активными циклоническими системами. Иногда антициклон может достичь значительной интенсивности, но такое развитие в большинстве связано с циклоническим развитием в соседних областях.
Рассматривая структуру и общее поведение антициклонов, можно разделить их на следующие классы. (по Хромову С.П.).
Высота, до которой простирается антициклон, зависит от температурных условий в тропосфере. Подвижные и заключительные антициклоны обладают низкими температурами в нижних слоях атмосферы и температурной асимметрией в вышележащих. Они относятся к средним или низким барическим образованиям.
Высота стационарных антициклонов умеренных широт растет по мере их стабилизации, сопровождающейся потеплением атмосферы. Чаще всего это высокие антициклоны, с замкнутыми изогипсами в верхней тропосфере. Зимние антициклоны над сильно выхоложенной сушей, например, над Сибирью, могут быть низкими или средними, поскольку нижние слои тропосферы здесь очень выхоложены.
Субтропические антициклоны являются высокими – тропосфера в них тёплая.
Арктические антициклоны, являющиеся, в основном, термическими, – низкие.
Нередко высокие тёплые и малоподвижные антициклоны, развивающиеся в средних широтах, на длительное время (порядка недели и более) создают макромасштабные нарушения зонального переноса и отклоняет траектории подвижных циклонов и антициклонов от западно-восточного направления. Такие антициклоны носят название блокирующих антициклонов. Центральные циклоны вместе с блокирующими антициклонами определяют направление основных течений общей циркуляции в тропосфере.
Высокие и тёплые антициклоны и холодные циклоны являются, соответственно, очагами тепла и холода в тропосфере. В районах между этими очагами создаются новые фронтальные зоны, усиливаются контрасты температуры и снова возникают атмосферные вихри, которые проходят тот же цикл жизни.