Стадии развития циклонов и антициклонов

Атмосферные возмущения внетропических широт - циклоны и антициклоны - возникают преимущественно на главных атмосферных фронтах, т.е. на фронтах между полярным (умеренным) и тропическим воздухом или между арктическим и полярным воздухом.

Лишь незначительная часть слаборазвитых и малоподвижных вихрей возникает под непосредственным тепловым воздействием ПП. Возникновение на поверхности главных фронтов огромных волн с длинами порядка 1000 км и более может привести к разрыву температуры и ветра на фронте, а отклоняющая сила вращения Земли, действующая на воздушные потоки, способствует зарождению мезомасштабных вихрей - циклонов и антициклонов.

Антициклоны зарождаются в гребнях сверхдлинных атмосферных волн на малоподвижном фронте. Анализ синоптических ситуаций показывает, что промежуточные антициклоны зарождаются в холодной воздушной массе за холодным фронтом последнего в серии циклона. В центральных частях антициклонов атмосферные фронты проходить не могут, хотя некоторая температурная асимметрия в них сохраняется. На перифериях антициклонов могут проходить линии атмосферных фронтов.

Антициклоны в процессе своего развития проходят три стадии: зарождения, максимального развития и разрушения. На первой стадии своего развития антициклоны являются низкими барическими образованиями в виде гребней без замкнутых изобар. Адвективный рост давления обусловливается поступлением холодного воздуха впереди оси гребня. В стадии максимального развития антициклоны имеют несколько замкнутых изобар.

Заключительная стадия антициклонов (стадия разрушения) характеризуется термической симметрией: антициклон становится высоким барическим образованием.

Антициклоны занимают огромные площади материков или океанов (3000 -4000 км в диаметре). Особенно мощные антициклоны формируются зимой над материками, а летом - в субтропических районах Тихого и Атлантического океанов. В большинстве случаев давление в центре антициклона над поверхностью составляет 1020 - 1030 гПа. Центральные области антициклонов характеризуются небольшими градиентами давления. К периферии градиенты возрастают и, следовательно, растут скорости ветра. Наибольшие скорости ветра чаще всего наблюдаются в северо-восточной и восточной перифериях антициклонов, наименьшие - в западной.

Антициклоны перемещаются в основном с запада на восток с меньшими, чем у циклонов, скоростями. Средние скорости движения антициклонов составляют 25-30 км/ч, но могут достигать и больших значений (50-80 км/ч). С развитием антициклонов скорости перемещения их падают, и они становятся малоподвижными барическими образованиями. Повторяемость антициклонов в теплую половину года над океанами больше, чем в холодную.

Рассмотренные схемы зарождения и развития циклонов и антициклонов отражают лишь главные их черты. В реальных условиях могут быть значительные отклонения от этих схем. Необязательно циклон проходит все четыре стадии развития. Начальная стадия его - стадия фронтальной волны - может иметь место на медленно перемещающихся холодных, а иногда и теплых фронтах.

Вследствие вторичной термической асимметрии отличия могут быть и в последней стадии развития циклона, когда циклон может углубляться и после окклюзии. Особенно часто это происходит в тех случаях, когда холодный воздух в. тылу циклона теплее, чем в передней части его.

Углубление циклонов (нередко до 950 - 960 гПа) за счет вторичной термической асимметрии приводят к увеличению длительности жизни циклонов.

Особенно глубокие циклоны со штормовыми ветрами зарождаются в тех случаях, когда в процессе циклонообразования участвуют воздушные массы трех основных типов: ТВ, ПВ (УВ) и АВ. Такие циклоны чаше зарождаются в холодное время над Северной Атлантикой и северо-восточной частью Тихого океана.

№53, 54.Погода в циклонах и антициклонах.

Обычно циклонический тип пoгоды связывают с пасмурной, с осадками и сильными ветрами погодой. Антициклоны, напротив, отождествляют с малооблачной без осадков и слабыми ветрами погодой. Однако такое представление является весьма общим, во-первых, потому, что погодные условия в этих крупномасштабных вихрях зависит от сектора, где находится судно относительно их центров, и, во-вторых, от индивиду-альных особенностей циклонов и антициклонов.

Погодные условия во внетропических циклонах определяются свойствами воздушных масс, интенсивностью циклонов и активностью фронтов, скоростями вертикальных движений воздуха, географическими особенностями района, сезоном года, свойствами подстилающей поверхности, стадией их развития и т.д.

Наиболее типичный циклонический характер погоды выражается в молодом циклоне. В этом случае выделяют три зоны с резко отличающимися условиями погоды

Зона 1 - передняя и центральная части циклона. Погодные условия здесь обусловливаются холодной устойчивой воздушной массой и приближающимся теплым фронтом. При быстром углублении циклона и значительной влажности воздуха образуются слоисто-дождевые облака, нередко захватывающие вершину теплого сектора, из которых выпадают интенсивные осад-

ки. Зимой в таких случаях может наблюдаться резко ухудшение видимости, а летом возможна гроза. При низких значениях влажности воздуха облачная система не успевает полностью развиться, поэтому осадки в этом случае менее интенсивны и чаще носят моросящий характер.

Зона 2 - тыловая часть циклона за холодным фронтом.погода здесь обусловлена

ливается холодной неустойчивой воздушной массой и свойствами холодного фронта

фронта. При высокой влажности и значительной неустойчивости в этой зоне холодного выпадают осадки и нередки грозы. В непосредственно близости от фронта ветер шквалистый, возможны смерчи. По мере прояснения (за линией холодного фронта)видимость улучшается и может быть значительной(особенно в Ное время года при плавании в полярных морях), атмосферное давление растёт Зона 3 - теплый сектор между фронтами. Характер погоды здесь обусловливается теплой устойчивой воздушной массой: пасмурно, сплошная или значительная слоистая или слоисто-дождевая облачность, обложные и моросящие осадки, адвективные туманы, плохая видимость, умеренные и слабые ветры, низкое давление (ровный ход или слабое падение). Высокие и длинные волны зыби, зимой возможно обледенение. В молодом циклоне теплый воздух движется быстрее, чем перемещается сам вихрь, поэтому все новые и новые порции теплого воздуха притекают к циклону, опускаются по клину холодного воздуха в тылу его и восходит в передней части. Постепенно теплый сектор циклона суживается и наступает момент, когда движущийся быстрее холодный фронт (скорость его движения составляет 0, 8 скорости геострофического ветра) нагоняет теплый и смыкается с ним. Центральные районе циклона у поверхности земли заполняются холодным воздухом, а теплый сектор оттесняется в более высокие слои. Это и есть процесс окклюзии циклона.

В окклюдированном циклоне можно выделить зоны преобладающих условий погоды аналогично типизации ее в молодом циклоне. В отличие от молодого циклона теплый сектор в окклюдированном циклоне либо полностью отсутствует, либо располагается на периферии циклона. Поэтому в окклюдированном циклоне практически выделяют лишь две зоны преобладающих условий погоды: обширная передняя область циклона перед фронтом окклюзии и тыловая часть за фронтом окклюзии. Условия погоды здесь определяются свойствами воздушных масс по обе стороны от фронта окклюзии. Характер погоды в передней части окклюдированного циклона в холодное время года определяется теплым фронтом окклюзии, а в теплое время года - холодным фронтом окклюзии. Условия погоды в тыловой части окклюдированного циклона схожи с условиями погоды в тыловой части молодого циклона. По мере заполнения циклона зона осадков распадается на отдельные участки, фронты размываются, и

условия погоды постепенно выравниваются во всех сектора циклона.

Скорость ветра в циклоне достигает максимума сразу после начала окклюдирования. Область наибольших скоростей ветра располагается на расстоянии 1/3 радиуса вихря вблизи холодного атмосферного фронта. Начало окклюдирования циклона является поворотным моментом в его раз-

витии. Барическая депрессия достигает наибольшей глубины у земной поверхности и циклон становится высоким холодным барическим образованием. В дальнейшем наступает стадия заполнения циклона: атмосферное давление начинает расти, скорость света и количество изобар уменьшается от срока к сроку.

Погода в анти циклоне. В антициклоне различают 6 типов погоды.

Центральная часть антициклона характеризуется 2 типами погоды: основным и дополнительным. Интенсивные нисходящие движения воздуха (оседание) в центральной части антициклона приводят к тому, что здесь преобладает ясная, малооблачная погода, слабые ветры или штили, морозная зимой и жаркая (тёплая) летом. Но если а. находится в своей последней стадии – стадии разрушения, то под слоем инверсии, вызываемой адиабатическим нагреванием опускающегося воздуха, может наблюдаться значительная и сплошная облачность слоисто-кучевых и слоистых форм, нередки туманы, над крупными пром. городами – смог. В зимнее время здесь умеренная холодная погода со слабыми снегопадами. Летом при доп.типе нередко наблюдается душная, влажная погода.

Погодные условия на перифериях хорошо развитых антициклонов сходны с условиями погоды в примыкающих к ним секторах соседних циклонов. Например, восточная (Е) периферия антициклона примыкает к тыловой части циклона за холодным его фронтом, потому здесь могут развиваться кучевообразные облака, возможны ливни, грозы, порывистый и шквалистый ветер и т.д.Западная (W) периферия, напротив, примыкает к передней части циклона, и погода здесь будет обусловливаться холодной устойчивой воздушной массой и приближающимся теплым фронтом. Перистые облака сменяются перисто-слоистыми, затем высокослоистыми и, наконец, слоистыми и слоисто-дождевыми. В холодное время года здесь нередко выпадает снег. Северная периферия антициклона, как правило, примыкает к теплому сектору циклона и в этих районах наблюдаются низкие (400 - 800 м) слоистые и слоисто-дождевые облака с моросящими и обложенными осадками, нередки адвективные туманы, особенно в районах теплых океанских течений. В южной части наблюдаются перистые, перисто-слоистые, а иногда высокослоистые и слоистые облака, обусловленные северной частью циклона или его теплым фронтом.

Малоподвижные и длительное время существующие антициклоны отличаются наличием накапливающихся фронтальных разделов на западной периферии, которые обладают большими термодинамическими градиентами, а следовательно, и сильными ветрами, мощными облачными системами, осадками, грозами.