Циклон является крупной воздушной массой, которая вращается вокруг сильного центра низкого атмосферного давления, против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке в южном полушарии, если смотреть сверху. Циклоны характеризуются направленным внутрь спиралевидным ветром, который вращается вокруг зоны низкого давления. Наиболее крупными системами низкого давления являются полярные вихри и внетропические циклоны самого крупного масштаба (синоптического масштаба). Циклоны с теплым ядром, такие как тропические циклоны и субтропические циклоны, также находятся в пределах синоптической шкалы. Мезоциклоны, торнадо и пыльные смерчи лежат в меньшем мезомасштабе. Циклоны верхнего уровня могут существовать без наличия низовья поверхности и могут отщепляться от основания тропической ложбины верхней тропосферы в летние месяцы в Северном полушарии.
Циклоны также наблюдались на внеземных планетах, таких как Марс , Юпитер и Нептун. Циклогенез - это процесс образования и усиления циклонов. Внезапные циклоны начинаются как волны в больших регионах с повышенным температурным контрастом в средних широтах, называемые бароклинными зонами. Эти зоны сужаются и образуют погодные фронты, поскольку циклоническая циркуляция смыкается и усиливается. На более позднем этапе своего жизненного цикла внетропические циклоны перекрываются, поскольку холодные воздушные массы подрывают более теплый воздух и становятся холодными центральными системами. След циклона в течение его 2-6-дневного жизненного цикла направляется рулевым потоком субтропического реактивного потока .
Погодные фронты отмечают границу между двумя массами воздуха с разной температурой, влажностью и плотностью и связаны с наиболее заметными метеорологическими явлениями. Сильные холодные фронты обычно характеризуются узкими полосами гроз и суровой погодой, а иногда им могут предшествовать линии шквалов или сухие линии. Такие фронты образуются к западу от центра обращения и обычно перемещаются с запада на восток; теплые фронты образуются к востоку от центра циклона, и им обычно предшествуют слоистые осадки и туман . Теплые фронты движутся к полюсу перед траекторией циклона. Фронты окклюзии образуются в конце жизненного цикла циклона около центра циклона и часто огибают центр шторма.
Тропический циклогенез описывает процесс развития тропических циклонов. Тропические циклоны образуются из-за скрытого тепла, вызванного значительной грозовой активностью, и имеют теплое ядро. Циклоны могут переходить из внетропической, субтропической и тропической фаз. Мезоциклоны образуются как циклоны с теплым ядром над сушей и могут привести к образованию торнадо. Водяные смерчи также могут образовываться из мезоциклонов, но чаще возникают в условиях высокой нестабильности и низкого вертикального сдвига ветра. В Атлантике и северо-востоке Тихого океана тропический циклон обычно называют ураганом (от имени древнего центральноамериканского божества ветра Хуракана), в Индийском и южной части Тихого океанах его называют циклоном, а в северо-западной части Тихого океана - тайфуном. Рост неустойчивости вихрей не универсален. Например, размер, интенсивность, влажная конвекция, испарение с поверхности, значение потенциальной температуры на каждой потенциальной высоте могут влиять на нелинейную эволюцию вихря.
Состав
Все циклоны обладают рядом структурных характеристик. Циклон - это зона низкого давления. Центр циклона (часто известный в зрелом тропическом циклоне как глаз ) - это область с самым низким атмосферным давлением в регионе. Вблизи центра сила градиента давления (от давления в центре циклона по сравнению с давлением вне циклона) и сила от эффекта Кориолиса должны быть приблизительно уравновешены, иначе циклон разрушится сам по себе в результате перепада давления.
Из-за эффекта Кориолиса поток ветра вокруг большого циклона идет против часовой стрелки в Северном полушарии и по часовой стрелке в Южном полушарии. Таким образом, в Северном полушарии самые быстрые ветры относительно поверхности Земли возникают на восточной стороне циклона, движущегося на север, и на северной стороне циклона, движущегося на запад; противоположное происходит в Южном полушарии. В отличие от систем низкого давления, потоки ветра вокруг систем высокого давления идут по часовой стрелке (антициклонические) в северном полушарии и против часовой стрелки в южном полушарии.
Формирование
Циклогенез - это развитие или усиление циклонической циркуляции в атмосфере. Циклогенез - это общий термин для нескольких различных процессов, каждый из которых приводит к развитию своего рода циклона. Это может происходить в различных масштабах, от микромасштаба до синоптического масштаба.
Внетропические циклоны начинаются как волны вдоль погодных фронтов, а затем перекрываются на более поздних этапах своего жизненного цикла как системы с холодным ядром. Однако некоторые интенсивные внетропические циклоны могут стать системами теплого ядра, когда происходит теплое уединение .
Тропические циклоны образуются в результате значительной конвективной активности и являются теплым ядром. Мезоциклоны образуются как циклоны с теплым ядром над сушей и могут привести к образованию торнадо. Водяные смерчи также могут образовываться из мезоциклонов, но чаще возникают в условиях высокой нестабильности и низкого вертикального сдвига ветра . Циклолиз противоположен циклогенезу и является эквивалентом системы высокого давления, который имеет дело с образованием областей высокого давления - антициклогенез .
Поверхностный минимум может образовываться разными способами. Топография может создать низкую поверхность. Мезомасштабные конвективные системы могут порождать поверхностные впадины, которые изначально являются теплым ядром. Возмущение может перерасти в волнообразное образование вдоль фронта, а минимум расположен на гребне. В районе минимума течение становится циклоническим. Этот вращательный поток перемещает полярный воздух к экватору на западной стороне низины, в то время как теплый воздух движется к полюсу на восточной стороне. На западной стороне появляется холодный фронт, а на восточной - теплый. Обычно холодный фронт движется быстрее, чем теплый фронт, и «догоняет» его из-за медленной эрозии воздушной массы более высокой плотности впереди циклона. Кроме того, воздушная масса с более высокой плотностью, распространяющаяся за циклоном, усиливает более высокое давление и более плотную массу холодного воздуха. Холодный фронт заменяет теплый фронт и уменьшает длину теплого фронта. На этом этапе передняя часть окклюзии формируется, когда масса теплого воздуха выталкивается вверх в желоб с теплым воздухом наверху, который также известен как шпатель.
Тропический циклогенез - это развитие и усиление тропического циклона. Механизмы, с помощью которых происходит тропический циклогенез, отчетливо отличаются от механизмов, вызывающих циклоны на средних широтах . Тропический циклогенез, развитие циклона с теплым ядром, начинается со значительной конвекции в благоприятной атмосферной среде. Существует шесть основных требований к тропическому циклогенезу:
- достаточно теплая температура поверхности моря,
- атмосферная нестабильность,
- высокая влажность на нижнем и среднем уровнях тропосферы
- достаточно силы Кориолиса, чтобы развить центр низкого давления
- ранее существовавший низкоуровневый фокус или беспокойство
- низкий вертикальный сдвиг ветра.
Ежегодно во всем мире формируется в среднем 86 тропических циклонов с интенсивностью тропических штормов, из которых 47 достигают силы ураганов / тайфунов и 20 становятся интенсивными тропическими циклонами (по крайней мере, интенсивность категории 3 по шкале ураганов Саффира – Симпсона ).
Источник: Википедия
