Циклоны и антициклоны. Определения и классификация презентация

ЦИКЛОНЫ И АНТИЦИКЛОНЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ

Циклон – атмосферное возмущение с пониженным давлением воздуха (минимальное давление в центре) и с циркуляцией воздуха вокруг центра против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке в южном. Циркуляция воздуха в циклоне в северном полушарии По широтной зоне возникновения циклоны делят на: 1) внетропические (возникают в высоких и умеренных широтах); 2) тропические (в зоне 5 – 20° обоих полушарий над океанами).

Тропический циклон «Яси» 02.02.2012 в 03.35 ч ВСВ над австралийским штатом Квинсленд (глаз бури 35 км, диаметр вихря 650 км, порывы ветра до 290 км/ч)

В зависимости от причин возникновения циклоны делят на следующие типы: 1) фронтальные; 2) нефронтальные (термические). Нефронтальные (термические) циклоны возникают над тёплой подстилающей поверхностью в результате сильного прогрева воздуха: летом над сушей, зимой над тёплыми водоёмами. Нефронтальные циклоны – это малоподвижные местные циклоны. Их иногда называют термическими депрессиями. Фронты в них отсутствуют, наблюдается ясная, безветренная, жаркая погода. Например. Среднеазиатская термическая депрессия, развивающаяся в летнее время. Зимой – над Чёрным морем.

Фронтальные циклоны возникают на стационарных или малоподвижных фронтах, на холодных участках фронтов (а), на теплых участках фронтов (б), у точки окклюзии (в).

Примеры образования циклонов на теплом фронте (а) и у точки окклюзии (б) а) б)

Фронтальные циклоны в зависимости от направления перемещения можно разделить на три типа: западные (атлантические), южные, ныряющие (северные). Западные или атлантические Zn зарождаются на арктическом или полярном фронтах, на севере или в центральной части Атлантического океана и затем смещаются на восток. Южные Zn развиваются на полярном фронте над районами южных морей и югом Европейского континента. Чаще всего они возникают над Средиземным и Чёрным морями, могут развиваться и в районах Каспийского и Аральского морей. Ныряющие Zn – циклоны, смещающиеся с С или СЗ на Ю или ЮВ. Имеются районы, в которых Zn часто бывают стационарными или малоподвижными и существуют длительное время. На синоптических картах – это синоптические ЦДА, на климатических – климатические ЦДА. Например, Исландский, Алеутский минимумы.

Антициклон – крупномасштабный атмосферный вихрь, в котором частицы воздуха перемещаются по часовой стрелке в северном полушарии и против часовой стрелки в южном. Атмосферное давление в антициклонах распределяется так, что в центре вихря оно является максимальным. Циркуляция воздуха в антициклоне в северном полушарии Антициклоны по широтной зоне возникновения делят на: 1) внетропические (формируются в высоких и умеренных широтах) ; 2) субтропические (формируются в пределах 30 – 40° с. и ю. ш. над океанами). Азорский, Гавайский максимумы.

В зависимости от причин образования внетропические антициклоны подразделяются на следующие типы: 1) фронтальные и 2) нефронтальные (термические). Нефронтальные (термические) антициклоны имеют небольшие размеры, возникают в размытых барических полях над охлажденной подстилающей поверхностью. Зимой местные Az могут существовать достаточно долго. При определённом строении термобарического поля эти Az нередко превращаются в хорошо развитые Az. Над сушей летом местные Az могут возникать только в ночные часы. Имеются р-ны, где местные Az возникают особенно часто. Например, на Кольском п-ве.

К фронтальным антициклонам относят промежуточные и заключительные (основной тип). Промежуточный антициклон образуется между двумя последовательными циклонами серии циклонов. Это – низкий , холодный и быстро движущийся Az (со скоростью Zn). Смещается в основном с З на В. Заключительный антициклон – Az, заканчивающий серию Zn. Он образуется за ХФ в тылу последнего циклона серии. Az развивается в холодной ВМ. Возникший за ХФ Az первоначально является низким и холодным. Затем он становится всё более высоким и тёплым.

В зависимости от направления перемещения различают следующие траектории (оси) антициклонов: 1) полярные (с СЗ), 2) ультраполярные (с СВ и С), 3) сибирские – отроги, ядра Сибирского Az (с В на З), 4) азорские – отроги, ядра Азорского Az (с З на В). Преобладают траектории Az с СЗ на ЮВ. Имеются р-ны, в которых Az часто становятся стационарными. Однако интенсивность их может меняться. Зимой это – Сибирский и Канадский Az в умеренных широтах; Арктические (антарктические) Az. В субтропиках: Азорский, Гавайский максимумы над океанами. Высокие тёплые стационарные Az могут нарушать общий западный перенос в средних широтах. Такие Az называют блокирующими.

На синоптической карте циклон – это область пониженного давления с минимальным давлением в центре, очерченная замкнутыми изобарами. На синоптической карте антициклон – это область повышенного давления с максимальным давлением в центре, очерченная замкнутыми изобарами. В зависимости от количества центров циклоны и антициклоны могут быть одноцентровыми и многоцентровыми (два или более близко расположенных центра имеют общие замкнутые изобары на периферии). Двуцентровый циклон

Два циклона с примерно одинаковой глубиной, объединенные общими изобарами, называются сопряжёнными. Небольшое циклоническое образование на периферии более широкого и глубокого (основного) циклона называются вторичным, или частным, циклоном. Часть антициклона, более или менее обособленная от основного антициклона, иногда с отдельным центром высокого давления, однако более слабым, чем основной центр, называют вторичным антициклоном или отрогом.

На одном и том же главном фронте могут возникнуть последовательно несколько (3 – 5) циклонов – серия (семейство) циклонов. Циклоны находятся в различных стадиях развития, между ними располагаются гребни и Az. Вновь образующиеся Zn будут догонять или обгонять, а иногда сливаться с одним из предыдущих Zn. В течение года над Европой наблюдается около 65 серий Zn. В среднем период прохождения каждой серии составляет 5,5 суток.

По степени развития по вертикали циклоны и антициклоны делят на: 1) Приземные (только на приземной карте); 2) Низкие (не выше 850 гПа); 3) Средние (до 500 гПа); 4) Высокие (до 300 гПа и выше); 5) Верхние (нет у поверхности земли, но есть замкнутые изогипсы на некоторых уровнях в тропосфере). Отдельно выделяют стратосферные барические образования. Это – высокие Zn и Az, простирающиеся в стратосферу, или самостоятельно образующиеся в стратосфере. По структуре термобарических полей циклоны и антициклоны делят на температурно-симметричные и температурно-асимметричные. В зависимости от скорости перемещения циклоны и антициклоны делят на: 1) стационарные (скорость смещения менее 5 км/ч); 2) малоподвижные (5 – 10 км/ч); 3) подвижные (более 10 км/ч).

По наличию осей барических систем при анализе циклонов и антициклонов различают: 1) горизонтальные оси симметрии при эллиптических изобарах или изогипсах (а); 2) вертикальную ось вращения (б); Проходит через центр Zn или Az, отмечаемый на этом уровне; 3) высотную ось (в) – линию, соединяющую приземный центр с центрами этого же Zn или Az на картах АТ . Высотная ось Zn наклонена в сторону ХВ (обычно на СЗ), а Az – в сторону ТВ (обычно на ЮЗ). Если положение центра на приземной карте и картах АТ совпадает, то ось квазивертикальна.

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БАРИЧЕСКИХ ОБРАЗОВАНИЙ Циклоны Размеры внетропических циклонов различны. Диаметр крайней замкнутой изобары достигает 2 – 3 тыс. км. Наибольшие размеры имеют циклоны с несколькими центрами. Циклоны характеризуют глубиной. Под глубиной циклона обычно понимают значение давления в его центре. Глубина циклона зависит от стадии развития циклона. В начальной стадии давление ≥ 1000 гПа. В стадии максимального развития давление наиболее низкое (в большинстве случаев 980 – 985 гПа). Наиболее глубокие циклоны наблюдаются в холодную половину года. При характеристике интенсивности циклона употребляют термины: – глубокий (несколько замкнутых изобар и низкое давление в центре); – не глубокий (давление в центре на 5 – 10 гПа меньше, чем на периферии); – углубляющийся (при понижении давления в центре); – заполняющийся (при повышении давления в центре).

Средняя скорость перемещения циклона ≈ 30 – 40 км/ч. Скорость циклона зависит от стадии его развития. Скорость молодых циклонов иногда может достигать ≥ 80 км/ч. В стадии волны (начальной стадии развития) циклоны имеют наибольшую скорость. При заполнении циклонов скорость их перемещения уменьшается. Перемещение циклонов происходит в общем в направлении господствующего переноса воздуха (с запада на восток). Повторяемость циклонов зависит от времени года. В северном полушарии в среднем зимой циклонов больше, чем летом. Над континентами циклоническая деятельность преобладает летом, над океанами – зимой.

Антициклоны Горизонтальные размеры антициклонов больше, чем размеры циклонов. Диаметр крайней замкнутой изобары может достигать 6 тыс. км. Наиболее часто диаметр составляет 2 – 4 тыс. км. Интенсивность антициклона определяется давлением в центре. Она в начальный период развития составляет 1015 гПа. К моменту максимального развития давление достигает 1030 гПа (иногда 1070 – 1080 гПа над Азией зимой). При характеристике интенсивности антициклонов употребляют термины: – мощный (при давлении в центре ≥ 1030 гПа); – слабый (при давлении в центре 1015 – 1020 гПа); – усиливающийся (при росте давления в центре); – ослабевающий (при понижении давления в центре). Наиболее интенсивные антициклоны наблюдаются зимой (в период наибольших контрастов температур).

Скорость перемещения подвижных антициклонов такая же, как и у циклонов (≈ 30 – 40 км/ч). Но антициклоны чаще бывают стационарными. Поэтому скорость в среднем составляет ≈ 25 км/ч. В антициклонах фронты размываются. Для антициклонов характерно образование слоев инверсии. Приземные (радиационные) инверсии возникают в связи с охлаждением приземного слоя воздуха от подстилающей поверхности . Вертикальная мощность : от земной поверхности до нескольких метров – 2 км. Образуются в основном в центральной части антициклона при ясной погоде. Приподнятые инверсии – это слои инверсии внутри пограничного слоя. Они образуются при разрушении приземной инверсии в нижней части. Они начинаются на высоте несколько десятков метров от поверхности земли. С ними связано образование облаков St, Sc.

Выше пограничного слоя в антициклоне формируются инверсии оседания (сжатия), вследствие нисходящего движения воздуха и растекания опускающегося воздуха по горизонтали. Они образуются на высоте 1,5 – 2 км и выше. Адвективные инверсии наблюдаются при смещении теплого воздуха на холодную поверхность на периферии антициклона (преимущественно западной, а зимой – и северной).