Въздушната маса, която се движи над по-топла подлежаща повърхност, се нарича студ;придвижване върху по-студена подземна повърхност - топло;в топлинно равновесие с околната среда - местен.
Въздушната маса, която се образува в Арктика, се нарича арктически въздухкойто е силно охладен по цялата дебелина, има ниска абсолютна и висока относителна влажност, носейки със себе си мъгли и мъгла. В умерените ширини полярен въздух.През зимата масите от такъв въздух са близки по своите свойства до арктическия; през лятото полярният въздух е много прашен и има намалена видимост. Образува се в субтропиците и тропиците тропически въздухмного горещ, прашен, характеризиращ се с висока абсолютна влажност, често причиняваща опалесценция (червеникаво слънце и далечни обекти в синя мъгла). континенталентропическият въздух през деня е нестабилен (конвекция, прашни вихри и бури, торнадо). Намалена видимост.
екваториаленвъздухът като цяло има същите свойства като тропическия въздух, но някои от тях са още по-изразени.
Фронтове.Мястото на контакт на две въздушни маси с различни физични свойства се нарича интерфейс (пред). Линията на пресичане на такава повърхност с подлежащата повърхност (морска или суша) се нарича предна линия. Фронтовете се делят на мобилни и стационарни.
Основният арктически фронт разделя арктическия въздух от полярния; основният полярен фронт е полярният въздух от тропическия; основният тропически фронт е тропическият въздух от екваториалния.
Топъл фронтвъзниква, когато топла въздушна маса пълзи върху студена. Натискът пред такъв фронт спада. Пръстените облаци под формата на "нокти" също служат като предвестник на топъл фронт. Преди топлия фронт се наблюдават префронтални мъгли. Пресичайки топлата предна зона, корабът се озовава в широка ивица от проливен дъжд или сняг с намалена видимост.
Студен фронтвъзниква, когато студените въздушни маси се вклиняват под топлите. Той идва със "стена" от буреносни облаци. Налягането пред предната част спада значително. При среща със студен фронт корабът се оказва в зона на дъждове, гръмотевични бури, шквалове и силни вълни. Ако обаче клин от студен въздух „разрязва“ бавно топлите маси, тогава зад линията на такъв студен фронт корабът се оказва в зоната на претоварени валежи.
Предна оклузиявъзниква от взаимодействието на две въздушни маси - топла и студена. Ако улавящата маса има температура по-ниска от предната, тогава фронтът се нарича фронт на студена оклузия; ако улавящата маса има температура по-висока от тази отпред, това е предната част на топла оклузия. Преминавайки предните части на оклузията, корабът може да се окаже в условия на ниска видимост, валежи, силни ветрове, придружени от вълни.
Циклони.Циклонът възниква като област с намалено налягане на границата на две въздушни маси с различни температури. Обикновено това е вълново смущение на челната повърхност. При дължина повече от 1000 км вълната става нестабилна и казват, че циклонът се „задълбочава“: между студения и топлия фронт се образува езичен сектор от топъл въздух. С по-нататъшно развитие студен фронт, движещ се по-бързо от топъл, го изпреварва; затварянето на топлия и студения фронт елиминира топлия сектор, образувайки фронт на оклузия.
Диаметърът на циклона варира от няколкостотин до 5000 km; средната скорост на движение е 30-60 км/ч. Внимателните наблюдения на облачността, вятъра, промените в атмосферното налягане и температурата на въздуха ни позволяват да направим важни заключения за навигация:
Ако отделни малки купести облаци се движат в същата посока като вятъра отдолу, наблюдателят е в задната част на циклона и може да се очаква подобряване на времето;
Ако посоката на движение на облаците не съвпада с посоката на вятъра отдолу, наблюдателят е в предната част на циклона и след един или два дни трябва да се очакват продължителни валежи и температурни промени (понижаване през лятото и повишаване на през зимата);
Ако вятърът се засили и посоката му се променя според слънцето, наблюдателят на северното полукълбо (южното полукълбо) е в дясната (лявата) половина на циклона; ако посоката на усилващия се вятър се промени срещу слънцето, трябва да се направи обратното заключение;
Ако посоката на вятъра не се промени, наблюдателят е на пътя на центъра на циклона и трябва да се очаква временно затихване и след това засилване на вятъра от противоположната страна.
Тропически циклони.За разлика от циклоните, които произхождат от умерените ширини, циклоничните смущения, които възникват между тропиците, се наричат тропически циклони. В Западна Индия те се наричат урагани; на изток от Азия - от тайфуни; в Индийския океан - циклони; в южната част на Индийския океан - ласо. Тропическите циклони обикновено са с диаметър по-малко от 100-300 мили с централен диаметър 20-30 мили. Баричният градиент в тропически циклон понякога надвишава 40 mb, а скоростта на вятъра достига 100 km / h и тези показатели, за разлика от циклоните на умерените ширини, остават практически в цялата зона на урагана (тайфун и др. ).
Ориз. 114.
Един от признаците за приближаващ тайфун е появата на вълна, идваща от грешната посока, от която духаше или духаше по-рано вятърът. Задвижваната от вятъра вълна може да бъде открита още на 400-600 мили от центъра на тайфуна. По посоката на вълнението може да се съди за позицията на центъра на тайфуна, а по промяната в тази посока - за посоката на неговото движение.
Когато центърът на тайфуна се приближи, атмосферното налягане рязко спада, перистите облаци се заменят от натрупване на буреносни облаци; настъпва предбурено затишие със задушаваща жега. Тогава температурата на въздуха бързо пада, започва да вали, преминавайки в тропически порой.
Опростена диаграма на тропически циклон за северното полукълбо е показана на фиг. 114. Както се вижда от фигурата, ветровете в зоната на тайфуна се отклоняват от посоката към центъра му вдясно средно с 60°. Следователно, за наблюдател с гръб към вятъра, центърът на тайфуна ще бъде отпред, приблизително 60 ° вляво от посоката на вятъра. При приближаване до центъра на тайфуна ъгълът на отклонение на вятъра от радиуса се увеличава и достига 90 ° в непосредствена близост до центъра. В центъра на тайфуна се наблюдават слаби ветрове и дори затишие по време на бурни морета. След преминаване на центъра на тайфуна („окото на бурята“), вятърът много бързо се усилва до ураган. Силата на вятъра 12 точки остава на разстояние 30-35 мили от центъра и повече. След това постепенно отслабва. Така на разстояние 50-75 мили от центъра на тайфуна силата на вятъра е 10 точки; на разстояние 100-150 мили - 8-9 точки. И само на разстояние 200-250 мили силата на вятъра намалява до 6-7 точки. Използвайки модела на тропически циклон (виж фиг. 114), е лесно да се установи позицията на плавателния съд спрямо пътя на центъра на тропическия циклон: ако посоката на вятъра се промени по посока на часовниковата стрелка, тогава дясната половина на циклонът преминава през съда; ако посоката на вятъра се промени обратно на часовниковата стрелка - лявата половина; ако посоката на вятъра не се промени - центърът на циклона. По този начин,
Ориз. 115.
за да изберете правилния курс, когато отговаряте на тропическия цикъл, трябва да се ръководите от следните правила:
1) когато плавате в северното полукълбо (фиг. 115, а): когато преминавате през дясната половина на тропически циклон, трябва да отидете в двустранния вятър на десния халс (доведете вятъра до дясната скула) и да поддържате това курс, докато барометърът започне да се повишава;
Когато минавате покрай лявата половина на тропически циклон, трябва да легнете на гръб на десния халс (доведете вятъра до кърмата вдясно) и да запазите този курс, докато напуснете зоната на тропическия циклон; като са на пътя на центъра на тропически циклон, те също лежат на гръбнака на десния халс (фиг. 115, а) и се държат, както е посочено по-рано;
2) при плуване в южното полукълбо (фиг. 115, б):
Когато минавате покрай лявата половина на тропическия циклон, легнете изтеглено на пристанището, като поддържате курса, докато барометърът започне да се издига;
Когато минавате покрай дясната половина на тропически циклон, легнете на левия гръб и задръжте, както е посочено по-рано; когато се намирате по пътя на урагана, също така донесете вятъра до задната стойка на пристанището и така нататък, докато излезете от зоната на урагана.
Антициклони- областите с високо атмосферно налягане са, подобно на циклоните, неподвижни и подвижни.
Антициклонът, който проникна от север, носи по-ниски температури, ясно време и добра видимост през студения сезон; през топлия сезон - гръмотевични бури, антициклонът, идващ от юг, през студения сезон носи дълго облачно време; в топлото - дъждове с гръмотевични бури, а през нощта - роса и подземни мъгли. Ясен знак за антициклонично време е рязкото дневно изменение на температурата на въздуха, влажността и други метеорологични елементи.
Напред
Съдържание
обратно
Циклоните винаги се движат. Под преместване разбираме движението на циклона като цяло, независимо от духащите в него ветрове, които в различните части на циклона имат различни скорости и посоки. Движението на циклона като единна система се характеризира с движението на неговия център.
Циклоните се движат в посока на общия транспорт на въздуха в средната и горната тропосфера (казват още: в посока на водещия поток). Този общ въздушен транспорт най-често се осъществява от запад на изток. Следователно циклоните най-често се движат от западната половина на хоризонта към източната.
Но също така се случва, че високите нископодвижни циклони и антициклони, простиращи се по цялата дебелина на тропосферата, са разположени по такъв начин, че изобарите и теченията на височина се отклоняват от зоналната посока. След това подвижните циклони, следвайки този незонален горен трансфер, се движат с голям компонент на юг или север. В редки случаи посоката на водещия поток е дори на изток; тогава циклонът се движи необичайно, от изток на запад.
В някои случаи пътищата на циклоните са много разнообразни и дори типичните пътища над определена област представляват доста сложна картина. Но средно циклоните се движат от запад на изток с компонент, насочен към високи географски ширини. Следователно, най-дълбоките циклони се наблюдават, както бе споменато по-горе, в субполярните ширини: в северното полукълбо - в северната част на Атлантическия и Тихия океан, в южното полукълбо - близо до континенталната част на Антарктида.
Скоростта на движение на циклона е с 25-35% по-малка от скоростта на водещия поток. Средно той има порядък от 30-40 км / ч. В някои случаи може да бъде до 80 км/ч или повече. В късния етап от живота на циклона, когато той вече се запълва, скоростта на движение намалява, понякога много рязко.
Въпреки че скоростите на циклоните не са високи, за няколко дни от съществуването си циклонът може да се премести на значително разстояние, от порядъка на няколко хиляди километра, променяйки метеорологичния режим по пътя.
Когато циклонът премине, вятърът се засилва и посоката му се променя. Ако през дадено място премине циклон с южната си част, вятърът се сменя от юг към югозапад и северозапад. Ако циклонът премине през северната му част, вятърът се сменя от югоизток на изток, североизток и север. Така в предната (източната) част на циклона се наблюдават ветрове с южна компонента, в задната (западна) част - със северна. С това са свързани и температурните колебания по време на преминаването на циклона.
И накрая, циклоничните зони се характеризират с повишена облачност и валежи. В предната част на циклона валежите са претоварени, плъзгащи се нагоре, изпадащи от облаците на топъл фронт или фронт на оклузия. В задната част има обилни валежи, от купесто-дъждовни облаци, характерни за студен фронт, но предимно студени въздушни маси, течащи в задната част на циклона до ниски ширини. В южната част на циклона понякога се наблюдават дъждовни валежи от топла въздушна маса.
Приближаването на циклон често може да се види от спада на налягането и от първите облаци, появяващи се на западния хоризонт. Това са челни облаци, движещи се в успоредни ивици. На пръв поглед, поради перспективата, тези ивици изглежда се отклоняват от хоризонта. Следват циростатистите облаци, след това по-плътните високопластови облаци и накрая нимбослоистите с придружаващи разкъсвани дъждове. След това, в задната част на циклона, налягането се увеличава и облачността придобива бързо променящ се характер: купесто-дъждовните облаци често се заменят с просвета.
В курса по география за 8. клас се изучават редица теми за различни процеси в атмосферата. Те трябва да бъдат проучени и разбрани, тъй като разкриват причините и методите за формиране и промяна на времето, неговото прогнозиране, което е от практическа стойност за всеки човек.
Какво представляват циклоните и антициклоните
Един от най-интересните механизми е вид "въздушни помпи" - атмосферни вихри с огромни размери, чиято основна роля е формирането на времето върху големи площи от земната повърхност.
Височината им е до 20 км, а диаметърът им може да достигне 4-5 хиляди км.
Ориз. 1. Гигантски атмосферен вихър.
В този случай циклонът е въздушен вихър, който събира и изхвърля въздух нагоре от собствения си център. Антициклон, от друга страна, изтегля въздух от горните слоеве на атмосферата и го разпределя близо до повърхността.
Това е така, защото циклонът е зона с ниско налягане, въздухът се втурва към мястото, където налягането е най-ниско, тоест към центъра на циклона. Там се образуват възходящи въздушни течения.
ТОП-1 статиякойто чете заедно с това
Антициклонът е атмосферен вихър с високо налягане. Напротив, той „ускорява“ въздушните маси от собствения си център, привличайки ги от по-високите слоеве на атмосферата. В центъра му се образуват низходящи течения, които се разпределят спирално от центъра по земната повърхност.
Атмосферните вихри често се образуват в областите на атмосферните фронтове, като основната причина за тяхното образуване е въртенето на Земята.
Ориз. 2. Схема на структурата на циклона и антициклона.
Подобни явления се наблюдават и в атмосферата на други планети. Дългоживеещият извънземен циклон е Малкото тъмно петно в атмосферата на Нептун, а антициклонът е Голямото червено петно на Юпитер.
Сравнение на характеристиките на атмосферните вихри
Циклоните и антициклоните имат характеристики на разлика и сходство. Приликата им е:
- вихрова структура;
- важна роля при формирането на времето в големи региони.
Появата на антициклон се влияе от образуването на близки циклони - излишният въздух, излъчван от вихър с ниско налягане, се натрупва и провокира развитието на зона с повишено налягане, антициклони.
Характеристиките на разликата между атмосферните вихри са представени в таблицата със сравнителни характеристики:
|
Циклон |
Антициклон |
|
|
Място на образуване |
По-често над океаните може да се образува навсякъде, освен в екваториалната област, където силата на Кориолис, свързана с въртенето на Земята, не действа |
В тропиците, над океаните и над ледените полета |
|
Размер (диаметър) |
||
|
Движение |
Постоянна, скорост 30-60 км/ч, тайфуни на тропическите бури много по-бързи |
Заседнал или има скорост 20-40 км/ч |
|
налягане |
В центъра - ниско, в периферията се издига |
В центъра - високо, в периферията намалява |
|
Посока на въртене |
В северното полукълбо те се въртят обратно на часовниковата стрелка, в южното полукълбо - обратно |
Въртене по посока на часовниковата стрелка в северното полукълбо и обратно - в южното |
|
Носи времето |
Вятър, облаци, валежи |
Ясно или частично облачно, тихо, без валежи |
На синоптичните диаграми буквите се използват за обозначаване на циклони и антициклони: H - означава област с ниско налягане, B - зона с високо налягане.
Ориз. 3. Синоптична карта.
Видове циклони и антициклони
Има няколко вида циклони, кръстени на мястото на образуване:
- арктически;
- умерени ширини;
- южно извънтропично;
- тропически.
Повечето от циклоните, преминаващи през територията на Русия, се образуват над Атлантическия океан, движат се от запад на изток и са арктически или умерени. Това са атмосферни вихри, големи по площ.
Тропическите циклони са най-опасни - те се характеризират с относително малък размер от само стотици километри, необичайно ниско налягане в центъра и следователно много високи скорости на вятъра, достигащи до бурни. Именно тези циклони причиняват най-големи щети в крайбрежните страни на Азия и Северна Америка. Те възникват само над морето и бързо избледняват по време на прехода към сушата.
Антициклоните и циклоните имат средна продължителност на живота от 3-10 дни до изравняване на атмосферното налягане. Има обаче и постоянни, които съществуват от години, например: исландски и алеутски циклони, индийски и сибирски антициклони.
Какво научихме?
Образуването на атмосферни вихри зависи от разпределението на въздушното налягане в атмосферата и силите на Кориолис, произтичащи от въртенето на Земята. С известна прилика те се различават по много начини един от друг: въртят се в различни посоки, осигуряват различно време, възникват при различни условия.
Тест по тема
Оценка на доклада
Среден рейтинг: 4.1. Общо получени оценки: 624.
Антициклоните са зона с повишено атмосферно налягане със затворени концентрични изобари на морското равнище и с циркулация на въздуха от центъра по посока на часовниковата стрелка в северното полукълбо и обратно на часовниковата стрелка в южното полукълбо.
Налягането в центъра на антициклона понякога достига 1060-1070 hPa (над Азия през зимата), но обикновено е по-ниско. Доста често антициклонът е многоцентров. Хоризонталните барични градиенти в антициклоните обикновено са по-малки, отколкото в циклоните. Това се дължи на големите хоризонтални (до 4000 км) размери на антициклоните. Централните части на антициклоните се характеризират със спокойно време. Въпреки това, в северната част на Тихия океан антициклоните през есенно-зимния период могат да имат силни (преди бурни) ветрове.
Има междинни антициклони между циклони от циклонни серии и крайни между циклонни серии. Скоростта на движение на мобилните антициклони обикновено е 30-40 km / h. Движейки се по принцип от запад на изток, антициклоните се отклоняват (отделно от циклоните) към ниските географски ширини. Обикновено мобилен антициклон със студена предна (източна) периферия и топла задна (западна) "част, затопляйки се и засилвайки се, с времето се превръща в топъл, висок и заседнал антициклон. Този процес най-често протича в ниските ширини, където мощни , високи и топли субтропични антициклони Антициклоните се стабилизират както в средните, така и във високите географски ширини.
В този случай високите блокиращи антициклони нарушават общия транспорт запад-изток. Именно стабилните, неактивни антициклони са най-важните огнища за образуване на въздушни маси.
Особености на структурата на антициклона.
В центъра на баричния максимум има една или повече точки с най-високо налягане. Обикновено варира от 1000 до 1035 hPa. Имаше случаи, когато налягането се увеличи до 1080 hPa. Размерите на баричния максимум се измерват чрез най-голямото разстояние между точките, разположени на външната затворена изобара. Най-често са 2-3, но може и до 4 или повече хиляди км. По правило при антициклоните разстоянието между изобарите е по-голямо, отколкото при циклоните. В централните части на антициклоните градиентът на налягането е малък, в съответствие с ниските скорости на вятъра там. Баричните градиенти се увеличават към периферията на антициклона.
За разлика от циклоните, фронтовете на повърхностната карта не преминават през центъра на антициклоните. Както знаете, антициклоните са области на дивергенция на въздушните течения. Въздухът тече във всички посоки от центъра на антициклона. Това изключва възможността за конвергенция на различни въздушни маси. Предната линия може да минава само по ръба на антициклона или да пресича билото му приблизително перпендикулярно на оста на билото.
11. Етапи на развитие на антициклона.
Възникването и развитието на антициклоните е тясно свързано с развитието на циклоните, т.е. механизмът на развитие на антициклоните е тясно свързан с процеса на циклогенезата. По същество това е единичен процес, свързан с дълги вълни на неподвижен фронт.
Антициклоните произхождат от гребените на свръхдълги атмосферни вълни на бавно движещ се фронт. Анализът на синоптичните ситуации показва, че междинните антициклони възникват в студената въздушна маса зад студения фронт на последния циклон от поредицата. В централните части на антициклоните атмосферните фронтове не могат да преминат, въпреки че в тях остава известна температурна асиметрия. По периферията на антициклоните могат да преминават линии на атмосферни фронтове.
Крайният антициклон, за разлика от междинните, преминава през всички етапи на развитие: начален (поникване или зародяване), млад антициклон, етап на максимално развитие и стадий на разрушаване. В първите два етапа антициклонът на повърхностната метеорологична карта представлява хребет зад студен фронт, в централната част на който се появяват затворени изобари. Това е ниско студено барично образувание. В задната му част се наблюдава адвекция на топлина, а в предната част на студ.
Зоната на нарастване на налягането на земната повърхност обхваща централната и предната част на антициклона. Тези фактори (адвекция на топлина и студ и повишаване на налягането) допринасят за продължаването на антициклогенезата. На етапа на максимално развитие антициклонът на земната повърхност вече е очертан от няколко затворени изобари. В същото време в първите три етапа антициклонът се движи с водещ поток на изток. Антициклоните в северното полукълбо се отклоняват на юг (в южното полукълбо - на север). Те нахлуват в по-ниските ширини зад циклонните линии зад студените фронтове. В началото това движение е доста бързо, но с напредването на възрастта антициклонът намалява.
Циклонът е атмосферен вихър с огромен (от стотици до няколко хиляди километра) диаметър с намалено налягане на въздуха в центъра.
Циклонът не е просто противоположността на антициклон, те имат различен механизъм на възникване. Циклоните се появяват постоянно и естествено поради въртенето на Земята, благодарение на силата на Кориолис. Следствие от теоремата за фиксираната точка на Брауер е наличието на поне един циклон или антициклон в атмосферата.
Въздухът в циклона циркулира обратно на часовниковата стрелка в северното полукълбо и по посока на часовниковата стрелка в южното. Освен това във въздушните слоеве на височина от земната повърхност до няколкостотин метра вятърът има член, насочен към центъра на циклона, по баричния градиент (в посока на намаляване на налягането). Стойността на термина намалява с височината.
Има два основни типа циклони - извънтропични и тропични (те имат специални свойства и се срещат много по-рядко).
Извънтропичните циклони се образуват в умерени или полярни ширини и имат диаметър от хиляди километри в началото на развитие, а до няколко хиляди при т. нар. централен циклон. Сред извънтропичните циклони се разграничават южните циклони, които се образуват на южната граница на умерените ширини (Средиземно море, Балкани, Черно море, Южен Каспий и др.) и се движат на север и североизток. Южните циклони имат колосални енергийни запаси; Именно с южните циклони в централна Русия и ОНД са свързани най-силните валежи, ветрове, гръмотевични бури, шквалове и други метеорологични явления.
Тропическите циклони се образуват в тропическите ширини и са по-малки (стотици, рядко повече от хиляда километра), но големи барични градиенти и скорости на вятъра, достигащи бурни. Такива циклони се характеризират и с така нареченото "око на бурята" - централна зона с диаметър 20-30 км с относително ясно и спокойно време. Тропическите циклони могат да се превърнат в екстратропични циклони в хода на своето развитие. Под 8-10 ° северна и южна ширина циклоните се срещат много рядко, а в непосредствена близост до екватора изобщо не се срещат.
Също така циклоните без атмосферни фронтове включват термично симетрични циклони (термични депресии). През лятото над сушата, а през зимата над обширни топли водни тела могат да възникнат области с ниско налягане, които не са свързани с атмосферните фронтове и фронтални зони, наречени термични депресии. Образуването на устойчиви възходящи движения на въздуха над силно нагрятата подстилаща повърхност е причината за образуването на подобни вдлъбнатини, характерни през лятото, например, за Централна Азия, а през зимата за Черно море. В термичните депресии хоризонталните градиенти на потискане са малки, следователно ветровете са слаби, не се наблюдават облаци от челен тип, но често липсват напълно. Цялата природа на времето е различна от времето при обикновените циклони
2.1 Извънтропични циклони
Циклоните могат да бъдат ниски и високи барични образувания, развити само в долната тропосфера (до 3 km - ниски циклони) или в долната и средната тропосфера (до 5 km - средни циклони), или в цялата тропосфера (над 5 km - високи циклони).
Високите циклони не трябва да се бъркат с циклони на голяма надморска височина. Последните са атмосферни циклонни вихри на височина в горната тропосфера и стратосферата, които не се проследяват близо до земната повърхност и в долната тропосфера. Това са сравнително редки случаи на образуване на циклони не близо до земята, а на височина.
В своето развитие на атмосферните фронтове извънтропичните циклони могат да преминат през четири етапа: вълни (зародяване на циклон), млад циклон (новообразуван циклон), максимално развитие и запълване (оклузия)
Вълнова фаза. На този етап фронтът, лежащ в успоредни изобари, претърпява кривина - отклонение към студената маса и към топлата, отпред възниква вълна. В горната му част, пред топлата част на предната част, налягането спада бързо, а в задната част, зад студената част на предната част, то расте. Изобарите в горната част на вълната се огъват, като първо образуват кухина, а след това една затворена линия близо до центъра на нововъзникналия циклон, който в този случай се нарича вълнов циклон или вълна.
Облачната система на вълновия циклон в началото остава същата, каквато е била на тази част от фронта по време на появата на вълната. Но с усилването на циклонната циркулация на върха на вълната – все по-голяма кривина на фронтовата линия – образуването на нейните топли и студени участъци, структурата на облачността се променя; в предната част на вълната настъпва уплътняване и разширяване в областта на слоевите облаци, има слоесто-дъждовни облаци и валежи, изпадащи от него; В задната част на вълната облачната зона, напротив, леко се стеснява и става типична за участъка на студения фронт.
Циклонът във фаза на вълната, като правило, не е с висока формация. Може да се проследи на карти с голяма надморска височина само на най-ниските нива. Обикновено дори на изобарна повърхност от 700 mbar (на височина около 3 km) все още няма затворена циклонна циркулация. Тук се забелязва само слабо изразено височинно корито.
Вълновият циклон се движи в обща обща посока по фронтовата линия. Скоростта на движение на циклона във фазата на вълната е приблизително 3/4 от градиентната скорост на вятъра на картата AT 700 над циклона.
Продължителността на съществуването на циклон във вълновата фаза е до един ден.
Млад циклон По-нататъшното развитие на нестабилна фронтална вълна води до все по-голяма кривина на фронтовата линия - проникването на езика на топлата въздушна маса към студената маса и на клина на студения въздух към топлата въздушна маса. Образува се топъл сектор на циклона - широка площ между топлия и студения фронт, заета от топла въздушна маса. Налягането в централната и предната част на циклона продължава да спада, докато спадът на налягането пред топлия фронт се оказва по-значителен от нарастването му в задната част на циклона зад студения фронт (тенденции за отрицателно налягане в предната част част от циклона по абсолютна стойност надвишава тенденциите на положително налягане в задната му част) ... Циклонът се задълбочава. Все повече и повече изобари се появяват на повърхностната метеорологична карта. В същото време циклонът се развива нагоре, става ясно видим на картата AT 700 (прониква в средната тропосфера). Ширината на зоната на облачността и валежите по фронтовете при млад циклон се разширява бързо, особено в предната част на циклона. Циклонът продължава да се движи в общи посоки по фронтовата линия на повърхността на земята. Тази посока съответства на посоката на изобарите в топлия му сектор и посоката на вятъра на височини над циклона (приблизително на ниво AT 500 и AT 400). Скоростта на движение на млад циклон е приблизително равна на 2/3 от скоростта на въздушния поток над циклона на височина 5-6 km.
Етап на максимално развитие. Налягането в центъра на циклона на този етап на развитие достига минимум: спадът на налягането в предната част на циклона става равен на растежа му в задната част на циклона, размерите на пространството, заемано от циклона, са значително нарасна и достигна максимум, както и ширината на зоната на облачността и валежите. В същото време ширината на топлия сектор се стеснява поради бързото движение на студения фронт в сравнение с топлия. В центъра на циклона студеният участък на фронта изпревари топлия му участък, фронтовете се затвориха и започна да се формира фронтът на оклузия. На метеорологичната карта мястото, където фронтовете се затварят на повърхността на земята, се нарича точка на оклузия. В бъдеще, когато циклонът се запуши, точката на запушване ще започне да се измества от центъра на циклона към неговата периферия. От точката на оклузията в различни посоки фронтовете на оклузията, топли и студени, се разминават.
Циклон в етап на максимално развитие обикновено се проследява на картите AT 500 и AT 400. Скоростта на неговото изместване се забавя малко в сравнение с младия циклон. Посоката на изместване се определя от въздушния поток в горната тропосфера. Продължителността на съществуване е 1-2 дни.
Пълнещ (запушен) циклон. Изместването на топлия въздух нагоре по време на затварянето на фронтовете води до факта, че при запушен циклон цялото пространство близо до земната повърхност е изпълнено със студени въздушни маси. Бързо повишаване на налягането се наблюдава в задната част на циклона, докато положителните тенденции на налягането в задната част далеч надхвърлят отрицателните в предната част на циклона, където спадът на налягането постепенно отслабва. Циклонът се запълва. Неговите облачни системи се ерозират, изтъняват, валежите спират. В запълващия циклон започва общо бавно, постепенно подобряване на времето.
Такъв циклон е неактивен. В началото на пълненето запушеният циклон започва да забавя скоростта на движение и да се отклонява наляво от първоначалната посока на движение, след което скоростта му може да падне до нула и по-нататъшно запълване може да се случи практически на място. Продължителността на пълнене на запушен циклон е различна. Обикновено този процес отнема няколко дни, освен ако по това време нов атмосферен фронт с пресни въздушни маси не се приближи до запълващия циклон и циклонът не започне да се възражда отново, като по този начин удължава съществуването си за известно време. Това се нарича циклонна регенерация.
Циклонична серия. Разглежданите четири етапа на развитие на извънтропичните циклони понякога могат да бъдат идентифицирани на метеорологичните карти едновременно. Това се случва, когато на всеки фронт циклоните се развиват последователно един след друг, образувайки цяла серия.
Първият член от тази поредица вече може да прекрати своето съществуване и след като е запушен, да се запълни, а последният член току-що се е появил като нестабилна вълна отпред, той все още трябва да се развие и да премине през останалите три етапа. Обикновено всеки нов циклон от такава серия се оказва малко на юг от предшественика си, тъй като атмосферният фронт, върху който се развива серия от циклони, постепенно се спуска на юг, изтласкан от маси от студен въздух, нахлуващи в задните части на всеки циклон . Последният член на такава циклонична поредица е последван от най-значителното нахлуване на студени въздушни маси и често в тях се образува мощен краен антициклон, прекъсващ за известно време циклонната дейност в тази географска област. Описаната последователност в развитието на циклони последователно в природата не винаги се спазва. По-често се случва върху хомогенна подстилаща повърхност, когато условията на съществуване за всеки циклон са еднакви. Поредица от циклони могат да се наблюдават сравнително често в северното полукълбо над Атлантическия океан, когато умереният фронт се простира по неравна линия от югозапад на североизток, почти от брега на Америка до островите на Великобритания. Циклоничните вихри от такава серия са ясно видими на снимки, получени от космоса, където всеки циклон и отделни участъци от фронтовете върху него се отличават с характерни облачни натрупвания.
Въпреки това, над сушата, особено над части от нея с планински вериги, развитието на циклони рядко се случва в толкова строга последователност. Тук серия от циклони може да бъде от два или три циклона, а понякога се развиват циклони, които се появяват отпред в изолация, един по един. Някои циклони не преминават през всичките четири етапа на развитие, например вълнов циклон, възникнал, може да се запълни за един ден.
Минималното атмосферно налягане в циклона е в центъра на циклона; към периферията расте, т.е. хоризонталните барични градиенти са насочени от външната страна на циклона към вътрешността. При добре развит циклон налягането в центъра на морското равнище може да падне до 950-960 mbar (1 bar = 105 N / m2), а в някои случаи до 930-920 mbar (при средно налягане на морското равнище от около 1012 mbar).
Затворени изобари (линии на еднакво налягане) с неправилна, но като цяло овална форма ограничават областта на ниско налягане (барична депресия) с диаметър от няколкостотин километра до 2-3 хиляди км. В тази област въздухът е във вихрово движение. В свободна атмосфера, над граничния слой на атмосферата (около 1000 m), тя се движи приблизително по изобари, отклонявайки се от градиента на налягането на ъгъл, близък до права линия, надясно в северното полукълбо и наляво в южната (поради влиянието на отклоняващата сила на Кориолис и центробежната сила, възникваща при движение по криволинейни траектории).
В граничния слой, поради силата на триене, вятърът се отклонява повече или по-малко значително (в зависимост от височината) от изобарите към градиента на налягането. В близост до земната повърхност вятърът образува ъгъл от около 60 ° с градиент на налягането, т.е. ротационното движение на въздуха се присъединява от въздушния поток вътре в циклона. Линиите на тока са под формата на спирали, сближаващи се към центъра на циклона. Скоростите на вятъра в циклон са по-силни, отколкото в съседните райони на атмосферата; понякога достигат повече от 20 m / s (буря) и дори повече от 30 m / s (ураган).
Поради възходящите компоненти на движението на въздуха, особено близо до атмосферните фронтове, в циклона преобладава облачно време. Основната част от атмосферните валежи в извънтропичните ширини падат именно в циклона. Поради вихровото движение на въздуха в зоната на циклона се привличат въздушни маси с различни температури от различни географски ширини на Земята. Това е свързано с температурната асиметрия на циклона: в различните му сектори температурите на въздуха са различни. Това важи по-специално за мобилните циклони, възникващи на главните фронтове на тропосферата (арктически, антарктически, полярни). Въпреки това, над топлите участъци от земната повърхност (пустини, вътрешни морета) се наблюдават слаби („замъглени“) циклони – така наречените термични депресии – неактивни, с доста равномерно разпределение на температурата.
Циклонните изобари постепенно губят затворената си форма с височина. Това се случва по различни начини, в зависимост от етапа на развитие на циклона и от разпределението на температурата в него. В началния етап на развитие подвижен (фронтален) циклон обхваща само долната част на тропосферата. На етапа на най-голямото си развитие циклонът може да се разпространи по цялата височина на тропосферата и дори да се простира в долната стратосфера. Термичните депресии винаги са ограничени до долната тропосфера.
Мобилните циклони се движат в атмосферата обикновено от запад на изток. Във всеки случай посоката на движение се определя от посоката на общия въздушен транспорт в горната тропосфера. Противоположните движения са рядкост. Средната скорост на движение на циклон е от порядъка на 30-45 км/ч, но има циклони, които се движат по-бързо (до 100 км/ч), особено в началните етапи на развитие; в последния етап циклоните могат да останат на място за дълго време.
Движението на циклон през която и да е област причинява резки и значителни местни (местни) промени не само в атмосферното налягане и вятъра, но и в температурата и влажността, облачността, валежите.
Мобилните циклони обикновено се развиват на главните фронтове на тропосферата, които са възникнали по-рано, като вълнови смущения по време на въздушен транспорт от двете страни на фронта. Нестабилните фронтални вълни нарастват и се превръщат в циклонични вихри. Движейки се по предната част (обикновено удължена по ширина), циклонът от своя страна го деформира, създавайки меридионални компоненти на вятъра и по този начин улеснявайки преноса на топъл въздух в предната (източната) част на циклона към високи ширини и студен въздух в задна (западна) част на циклона - до ниски ширини. В южната част на циклона в долните слоеве се създава т. нар. топъл сектор, ограничен от топъл и студен фронт (стадия на млад циклон). Впоследствие, когато студеният и топлият фронт се затварят (запушване на циклона), топлият въздух се изтласква от студения въздух от земната повърхност във високите слоеве, топлият сектор се елиминира и в циклона се установява по-равномерно разпределение на температурата ( етапа на запушения циклон). Запасът от енергия, който може да се превърне в кинетична енергия в циклона, изтича; един циклон е отслабен или комбиниран с друг циклон.
На главния фронт обикновено се развива серия (семейство) от циклони, състоящи се от няколко циклона, движещи се един след друг. В края на развитието на поредицата отделни все още неизчезнали циклони, обединявайки се, образуват обширен, неактивен, дълбок и висок централен циклон, състоящ се от студен въздух в цялата му дебелина. Постепенно тя също избледнява. Едновременно с образуването на циклон между тях възникват междинни антициклони с високо налягане в центъра. Целият процес на еволюция на отделен циклон отнема няколко дни; поредица от циклони и централен циклон могат да продължат една до две седмици. Във всяко полукълбо във всеки даден момент могат да бъдат открити няколко основни фронта и свързани серии от циклони; общият брой на циклоните годишно е много стотици във всяко полукълбо.
Има определени географски ширини и райони, в които образуването на главни фронтове и фронтални смущения става относително редовно. В резултат на това съществуват определени географски закономерности в честотата на възникване и движение на циклони и антициклони и техните серии, т.е. в така наречената циклонна активност. Въпреки това, влиянието на сушата и морето, топографията, орографията и други географски фактори върху образуването и движението на циклони и антициклони и тяхното взаимодействие правят цялостната картина на циклонната дейност много сложна и бързо променяща се. Циклонната дейност води до междуширотен обмен на въздух, количество движение, топлина, влага, което я прави съществен фактор в общата циркулация на атмосферата.
Циклоните се срещат не само в земната атмосфера, но и в атмосферите на други планети. Например, така нареченото Голямо червено петно се наблюдава в атмосферата на Юпитер от много години, което най-вероятно е дълготраен антициклон.
Размерите на циклоните и антициклоните са сравними: диаметърът им може да достигне 3-4 хиляди км, а височината им е максимум 18-20 км, т.е. те са плоски вихри със силно наклонена ос на въртене. Обикновено се движат от запад на изток със скорост 20-40 км / ч (с изключение на неподвижните).