В детстве, слушая прогноз погоды, я очень пугалась фразы вроде «на юго-восток страны надвигается мощный циклон ». Циклон в моём воображении рисовался мне каким-то огромным и страшным насекомым. Видимо, где-то я услышала о циклопах, и эти два похожих по звучанию слова переплелись и создали в детском сознании сказочного монстра, который то и дело «надвигается» на какую-нибудь несчастную страну.
Конечно, став постарше, я поняла, что циклоны и антициклоны как-то связаны с погодой , но как именно – это ещё долго оставалось для меня загадкой.
Циклон и антициклон: что это такое
О циклонах и антициклонах обычно рассказывают на уроках географии. Но почему-то в результате объяснений учителя и учебника ясности не наступает. Может, у меня получится лучше?
Итак, и циклон, и антициклон – это огромные многокилометровые воздушные вихри, в которых воздух движется по кругу . Ведут они себя совершенно по-разному. В циклоне воздух вращается наружу от центра, в северном полушарии против часовой стрелки, а в южном – по часовой стрелке (нетрудно предположить, что в антициклоне всё происходит с точностью до наоборот). Атмосферное давление в циклоне всегда пониженное (кто угадает, как обстоят дела с давлением в антициклоне?)
Схема циклона и антициклона
Злые циклоны всегда несут с собой сильные ветры, шквалы, дожди, грозы и прочие погодные неприятности. А вот с приходом антициклона устанавливается хорошая безветренная и малооблачная погода .
Как возникают циклоны и антициклоны
Итак, вы поняли, что циклоны и антициклоны – это завихрения воздуха. Но как и почему они появляются? Чтобы ответить на этот вопрос, вам придётся разобраться с понятием "атмосферный фронт".
Представьте себе две соседние области, в одной из которых установилась тёплая погода, а в другой – холодная. Места, где встречаются холодная и тёплая воздушные массы, и называют атмосферными фронтами .
Встречаясь, тёплые и холодные воздушные массы не перемешиваются, а будто бы борются друг с другом, давят «стенка на стенку», закручиваясь в результате в спираль. Вот так и получаются воздушные (или атмосферные) вихри.
Как рождаются циклоны и антициклоны. Тропические циклоны
И циклоны, и антициклоны возникают обычно в определённых местах земного шара . Так, антициклоны часто рождаются над Арктикой и Антарктидой . А вот циклоны любят образовываться в тропиках. Для тропических явлений в силу их особенной разрушительности, даже придумали особые названия:
- в Америке – ураган;
- в восточной Азии – тайфун;
- в Мексике – кордонасо;
- на Филлипинах – багуйо;
- в Австралии – вили-вилли.
Тайфун на море
В курсе географии 8 класса изучается ряд тем, посвященных различным процессам в атмосфере. Их необходимо изучить и понять, так как в них раскрываются причины и способы формирования и изменения погоды, ее предсказания, что имеет практическую ценность для каждого человека.
Что такое циклоны и антициклоны
Одним из наиболее интересных механизмов являются своеобразные «воздушные насосы» - атмосферные вихри огромных размеров, основной ролью которых является формирование погоды на больших площадях земной поверхности.
Высота их составляет до 20 км., а диаметр может достигать 4-5 тыс. км.
Рис. 1. Гигантский атмосферный вихрь.
Циклон при этом представляет собой воздушный вихрь, собирающий и выбрасывающий воздух вверх из собственного центра. Антициклон, наоборот, втягивает воздух из верхних слоев атмосферы и распределяет его у поверхности.
Это происходит потому, что циклон представляет собой область низкого давления, воздух устремляется туда, где давление наиболее низкое, то есть в центр циклона. Там формируются восходящие потоки воздуха.
ТОП-1 статья которые читают вместе с этой
Антициклон является атмосферным вихрем, характеризующимся высоким давлением. Он наоборот, «разгоняет» воздушные массы от собственного центра, втягивая их из более высоких слоев атмосферы. В его центре формируются нисходящие потоки, которые спирально от центра распределяются по земной поверхности.
Образуются атмосферные вихри часто в областях атмосферных фронтов, основной причиной их формирования является вращение Земли.
Рис. 2. Схема структуры циклона и антициклона.
Подобные явления наблюдаются и в атмосфере других планет. Внеземным долгоживущим циклоном является Малое Темное Пятно в атмосфере Нептуна, а антициклоном – Большое Красное Пятно на Юпитере.
Сравнение особенностей атмосферных вихрей
Циклоны и антициклоны обладают чертами различия и сходства. Сходство их состоит в:
- вихревой структуре;
- важной роли в формировании погоды над большими по площади регионами.
На появление антициклона оказывает влияние формирование циклонов поблизости - избыточный воздух, выбрасываемый вихрем с низким давлением, накапливается и провоцирует развитие области повышенного давления, антициклонов.
Черты различия атмосферных вихрей представлены в таблице сравнительных характеристик:
|
Циклон |
Антициклон |
|
|
Место формирования |
Чаще над океанами, может образовываться везде, кроме экваториальной области, где не действует сила Кориолиса, связанная с вращением Земли |
В тропиках, над океанами и над ледовыми полями |
|
Размер (диаметр) |
||
|
Передвижение |
Постоянное, скорость 30-60 км\ч, тропические штормовые тайфуны намного быстрее |
Малоподвижен или имеет скорость в 20-40 км\ч |
|
Давление |
В центре — низкое, на периферии повышается |
В центре — высокое, на периферии понижается |
|
Направление вращения |
В Северном полушарии вращаются против часовой стрелки, в Южном - наоборот |
В Северном полушарии вращение по часовой стрелке, и наоборот - в Южном |
|
Приносит погоду |
Ветер, облака, осадки |
Ясно или малооблачно, безветренно, без осадков |
На синоптических картах для обозначения циклонов и антициклонов используются буквы: Н - означает область низкого давления, В - область высокого давления.
Рис. 3. Синоптическая карта.
Виды циклонов и антициклонов
Существует несколько типов циклонов, называемых по месту формирования:
- арктические;
- умеренных широт;
- южные внетропические;
- тропические.
Большинство циклонов, проходящих по территории России формируются над Атлантикой, двигаются с запада на восток и относятся к арктическим или умеренным. Это большие по площади атмосферные вихри.
Тропические циклоны являются самыми опасными - они характеризуются сравнительно небольшими размерами всего в сотни километров, аномально низким давлением в центре, а следовательно - очень большими скоростями ветров, доходящими до буревых. Именно такие циклоны причиняют наибольшие разрушения в прибрежных странах Азии и Северной Америки. Они возникают только над морем и быстро затухают при переходе на сушу.
Антициклоны и циклоны имеют в среднем срок жизни в 3-10 дней, пока не выровняется атмосферное давление. Однако, существуют и постоянные, существующие годами, например: Исландский и Алеутский циклоны, Индийский и Сибирский антициклоны.
Что мы узнали?
Образование атмосферных вихрей зависит от распределения давления воздуха в атмосфере и сил Кориолиса, возникающих при вращении Земли. При некотором сходстве они много чем отличаются друг от друга: вращаются в разные стороны, обеспечивают разную погоду, возникают в различных условиях.
Тест по теме
Оценка доклада
Средняя оценка: 4.1 . Всего получено оценок: 339.
В новостях погоды мы часто слышим слово «циклон», однако большинство из нас даже не представляет себе, что это такое. В понимании многих людей, термин «циклон» обозначает некое абстрактное явление, что-то вроде движущихся погодных масс, однако циклон - это довольно интересное явление на планете Земля, и вам наверняка будет интересно узнать подробнее об этом. Далее простыми словами, чтобы стало понятно большинству читателей, мы объясним, что же такое циклон, откуда он берётся, что из себя представляет и какие изменения в погоде вызывает.
Существует два термина, обозначающие противоположные погодные явления - циклон и. Какие погодные изменения они вызывают запомнить довольно просто: циклон - сильный ветер, дожди, грозы, непогода; антициклон - тихая, безоблачная и ясная погода. Теперь, услышав в прогнозе погоды по телевидению, что надвигается циклон, либо антициклон, вы будете знать, что вас ждёт в ближайшем будущем. Однако, одних только определений терминам недостаточно. Интересно знать, что же это такое и какова его природа.
Циклон и антициклон - это зоны с пониженным и повышенным давлением воздуха. Циклон - это огромный атмосферный вихрь с пониженным атмосферным давлением. В центре такого образования давление намного ниже, чем на периферии. Диаметр такого вихря может составлять от сотен до нескольких тысяч километров. Увидеть циклон, как, например, смерч, который также представляет собой вихрь, нельзя. Однако из космоса воздушные вихри-циклоны очень хорошо наблюдаются. Воздух в циклонах циркулирует по окружности вокруг оси вихря. Также в циклонах воздух создаёт восходящие потоки, так как воздушная масса движется не только по кругу, но и поднимается вверх. Когда мы находимся внутри циклона, то чувствуем ветер. Нам он кажется прямолинейным, однако на самом деле он движется по кругу.
Откуда берутся циклоны? Циклоны возникают по естественным причинам, из-за вращения Земли. Так как планета постоянно вертится, в атмосфере возникают зоны с высоким или низким давлением, которые образуют гигантские вихри воздушных масс, которые не просто стоят на месте, а передвигаются по поверхности планеты, меняя погодные условия в тех местах, где оказываются.
Чем ближе к центру циклона, тем ниже давление и тем быстрее становятся порывы ветра, и, соответственно, чем дальше от центра, тем ветры медленнее, а давление выше. Интересно также знать, что в северном полушарии ветер в циклонах циркулирует против часовой стрелки, а в южном - наоборот, по часовой. Так как циклоны в северном полушарии вращаются против часовой стрелки, подчиняясь особой силе, которая также известна, как сила Кориолиса, циклоны постоянно стремятся отклонятся вправо. В Южном полушарии всё происходит ровно наоборот.
Жизнь циклона может длиться несколько суток. Однако размеры, которые зачастую достигают нескольких тысяч километров, а также быстрая скорость (30-60 км/ч), способны пронести циклон за эти несколько суток через огромные расстояния.
Циклоны разделяют на внетропические (формируются во внетропических широтах) и тропические. Внетропические характеризуются огромными размерами и могут иметь в поперечнике 2-3 тысячи километров, однако внетропические не так сильны, как те, что возникают в тропических широтах. Возникая в тропических широтах, над тёплой морской поверхностью, циклоны становятся очень мощными, а иногда и крайне разрушительными. Тропические циклоны называют тайфунами и ураганами. Они сопровождаются сильнейшими порывами ветра — штормом, ливнями и грозами.
Циклоны — это не самые благоприятные условия для .
Некоторое время назад ученые и подумать не могли о том, что на поверхности планеты образуются около двухсот циклонов и порядка пятидесяти антициклонов, потому что многие из них оставались невидимыми из-за отсутствия метеостанций в тех районах, где они возникают. Но теперь есть спутники, которые фиксируют возникающие изменения. А что такое циклон и антициклон, и как они возникают?
Вначале, что такое циклон
Циклон представляет собой огромный атмосферный вихрь с низким давлением воздуха. В нем воздушные массы всегда перемешиваются против часовой стрелки на севере и по часовой стрелке на юге.
Говорят, что циклон - это такое явление, которое наблюдается на разных планетах, в числе которых и Земля. Оно возникает из-за вращения небесного тела. Это явление обладает огромной мощью и несет с собой сильнейшие ветра, осадки, грозы и другие явления.
Антициклон
В природе есть и такое понятие как антициклон. Не трудно догадаться, что это явление противоположное циклону. Для него характерно движение воздушных масс против часовой стрелки в южном полушарии и по часовой - в северном.
Антициклоны способны стабилизировать погоду. Над территорией после них устанавливается спокойная тихая погода: летом она жаркая, а зимой - морозная.
Циклоны и антициклоны
Так что такое циклон и антициклон? Это два явления, возникающих в верхних слоях атмосферы и несущие разную погоду. Общее у этих явлений только то, что они возникают над определенными территориями. К примеру, антициклоны чаще всего возникают над ледовыми полями. И чем больше территория льда, тем сильнее антициклон.
На протяжении долгих столетий ученые пытались определить, что такое циклон, каково его значение и на что он влияет. Ключевыми понятиями этого атмосферного явления считают воздушные массы и фронты.
Воздушные массы
На протяжении многих тысяч километров, горизонтальные воздушные массы имеют одинаковые свойства. Их делят на холодные, местные и теплые:
- У холодных температура ниже, чем на поверхности, над которой они располагаются.
- У теплых она больше, чем на той поверхности, где они находятся.
- Местная масса - это воздух, температура которого ничем не отличается от той территории, которая располагается под ним.
Воздушные массы формируются над самыми разными участками Земли, что и определяет их особенности и различные свойства. Та территория, над которой образуются воздушные массы, дает им название.
К примеру, если они возникают над Арктикой, то им присваивают название арктических. Такой воздух холодный, с туманами, дымкой. Тропические же воздушные массы приносят тепло и приводят к формированию вихрей и смерчей, бурь.
Циклоны
Атмосферный циклон - это область пониженного давления. Он возникает из-за двух воздушных потоков с разной температурой. Центр циклона имеет минимальные атмосферные показатели: давление в его центральной части более низкое, а по краям - высокое. Создается впечатление, что воздушные массы выбрасываются вверх, тем самым образуя восходящие потоки воздуха.
По направлению движения воздушных масс ученые с легкостью определяют, в каком полушарии он образовался. Если его движение совпадает с часовой стрелкой, то он возник в Южном полушарии, а если воздух движется против нее - циклон пришел с Северного полушария.
В зоне действия циклона могут наблюдаться такие явления, как скопления облачных масс, резкие перепады температур, осадки, грозы, вихри.
Циклон, рожденный над тропиками
Тропические циклоны отличаются от тех, что возникают над другими территориями. Такие виды явлений носят самые разные названия: ураганы, тайфуны, арканы. Обычно тропические вихри большие - до трехсот миль и более. Они способны пригонять ветер со скоростью более 100 км/ч.
Отличительной особенностью этого атмосферного явления от других является то, что ветер разгоняется по всей территории циклона, а не только в определенных зонах, как это бывает с циклонами, возникающими в умеренном поясе. Главный признак приближения тропического циклона - это появление ряби на воде. Причем, она идет в противоположную сторону от ветра.
В 70-х годах прошлого столетия, на Бангладеш обрушился тропический циклон "Бхола", которому была присвоена третья категория из существующих пяти. У него была небольшая скорость ветра, но сопутствующий ему дождь стал причиной выхода из берегов реки Ганг, которая затопила все острова, смыв все поселения. В результате этой катастрофы погибло более 500 тысяч людей.
Шкалы циклонов
Любое действие циклона оценивается по шкале ураганов. В ней указывается категория, скорость ветра и штормовой прилив:
- Первая категория считается самой легкой. При ней наблюдается ветер 34-44 м/с. Штормовой прилив не превышает двух метров.
- Вторая категория. Для нее характерен ветер 50-58 м/с и штормовой прилив до 3 м.
- Третья категория. Сила ветра может достигать 60 метров в секунду, а штормовой прилив - не более 4 м.
- Четвертая категория. Ветер - до 70 метров в секунду, штормовой прилив - около 5,5 м.
- Пятая категория считается самой сильной. К ней относят все циклоны с силой ветра от 70 метров в секунду и со штормовым приливом более 5,5 метров.
Одними из самых известных тропических ураганов пятой категории является «Катрина», который унес жизни почти 2000 человек. Также пятую категорию получили ураганы: «Вильма», «Рита», «Иван». Во время прохождения последнего по территории Америки, образовалось более ста семнадцати смерчей.
Стадии формирования циклонов
Характеристика циклона определяется во время прохождения его по территории. При этом уточняется его стадия формирования. Всего их четыре:
- Первая стадия. Для нее характерно начало формирования вихря из воздушных потоков. На этой стадии происходит углубление: обычно этот процесс занимает около недели.
- Молодой циклон. Тропический циклон в молодой стадии может идти в разных направлениях или же перемещаться в виде небольших воздушных масс на незначительные расстояния. В центральной части происходит падение давления, вокруг центра начинает формироваться плотное кольцо, радиусом около 50 км.
- Стадия зрелости. Для нее характерно прекращение падения давления. На этой стадии скорость ветра достигает своего максимума и прекращает нарастать. Радиус штормовых ветров размещается в правой стороне циклона. Данная стадия может наблюдаться от нескольких часов до нескольких дней.
- Затухание. Когда циклон выходит на сушу, начинается стадия затухания. В этот период ураган может идти сразу в двух направления, а может постепенно затухать, переходя в более легкие тропические вихри.
Кольца змеи
Циклоны (от греч. "кольцо змеи"), представляют собой вихри гигантских размеров, диаметр которых может достигать тысячи километров. Обычно они формируются в местах, где воздух с экватора сталкивается с идущими навстречу холодными потоками. Образующаяся между ними граница получила название атмосферного фронта.
Во время столкновения теплый воздух не дает пройти холодному. На этих участках происходит оттеснение, и воздушная масса вынуждена подниматься выше. В результате таких столкновений между массами повышается давление: часть теплого воздуха вынуждена отклониться в сторону, уступив напору холодного. Так возникает вращение воздушных масс.
Образующиеся вихри начинают захватывать новые воздушные массы, и те начинают движение. Причем движение циклона в центральной его части меньше, чем по периферии. В тех зонах, где вихрь движется резко, отмечаются сильные скачки атмосферного давления. В самом центре воронки образуется недостаток воздуха, и чтобы его хоть как-то восполнить, в центральную часть поступают холодные массы. Они начинают вытеснять теплый воздух вверх, где происходит его остывание, а находящиеся в нем капли воды конденсируются и образуют облака, из которых потом выпадают осадки.
Вихри могут прожить несколько дней или несколько недель. В некоторых регионах зафиксированы циклоны, возрастом почти год. Такое явление характерно для территорий с пониженным давлением.
Виды циклонов
Существуют самые разные виды вихрей, но не каждый из них несет разрушения. К примеру, там, где циклоны слабые, но очень ветрено, могут наблюдаться следующие явления:
- Возмущения. При этом явлении скорость ветра не превышает семнадцати метров в секунду.
- Шторм. В центре циклона скорость движения до 35 м/с.
- Депрессия. При этом виде скорость движения циклона составляет от семнадцати до двадцати метров в секунду.
- Ураган. При этом варианте скорость циклона превышает 39 м/с.
Ученые о циклонах
Ежегодно ученые всего мира фиксируют усиление тропических циклонов. Они становятся сильнее, опаснее, их активность растет. Из-за этого они встречаются не только в тропических широтах, но и в европейских странах, причем в нетипичное для них время. Чаще всего это явление наблюдается в конце лета и в начале осени. Пока еще циклоны не наблюдаются весной.
Одним из мощнейших вихрей, пронесшихся над странами Европы, был ураган «Лотар» 1999 года. Он был очень мощным. Метеорологи не могли зафиксировать его из-за выхода из строя датчиков. Этот ураган стал причиной гибели сотни людей и нанес серьезный урон лесным массивам.
Рекордные циклоны
В 1969 году возник ураган «Камила». За две недели он дошел от Африки до Америки и достиг силы ветра 180 км/час. После прохода через Кубу его сила ослабла на двадцать километров, и ученые считали, что пока он дойдет до Америки, то еще больше ослабнет. Но они ошиблись. После пересечения Мексиканского залива, ураган опять набрал силу. «Камиле» была присвоена пятая категория. Более 300 тысяч человек пропали без вести, тысячи получили ранения. Вот еще несколько печальных рекордсменов:
- Самый рекордный по количеству жертв стал циклон «Бхола» 1970 года, унесший более 500 тысяч жизней. Потенциальное количество жертв может достигать миллиона.
- На втором месте ураган «Нина», который убил более ста тысяч жителей Китая в 1975 году.
- В 1982 году в центральной Америке бушевал ураган «Пол», унесший коло тысячи жителей.
- В 1991 году на Филиппины обрушился циклон «Тельма», убивший несколько тысяч человек.
- Самым страшным стал ураган «Катрина» 2005 года, унесший почти две тысячи жизней и нанесший урон почти на сто миллиардов долларов.
Ураган «Камила» является единственным, который вышел на сушу, сохранив всю свою мощь. Порывы ветра достигали 94 метров в секунду. Еще один рекордсмен по силе ветра зарегистрирован на острове Гуам. Тайфун имел силу ветра 105 метров в секунду.
Среди всех зафиксированных вихрей, самый большой диаметр имел «Тип», раскинувшийся более чем на 2100 километров. Самый мелкий тайфун - это «Марко», имеющий диаметр ветров всего 37 километров.
Если же судить по продолжительности жизни циклона, то дольше всего бушевал «Джон» в 1994 году. Он тянулся 31 день. Ему также принадлежит рекорд по длительности пройденного пути (13 000 километров).
Еще совсем недавно, до изобретения спутников, метеорологи не могли и представить, что ежегодно в земной атмосфере возникает около 150 циклонов и порядка 60 антициклонов.
Теперь же ученым известно не только их количество, но и процесс образования, а также влияние на на Земле. Что же это за природные явления? Как они возникают и какую роль играют в земном климате?
Что такое циклон?
В тропосфере (нижнем атмосферном слое) беспрестанно появляются и исчезают атмосферные вихри. Многие из них довольно малы, но некоторые имеют огромный размер и достигают в поперечнике нескольких тысяч километров.
Если такой вихрь движется против часовой стрелки в северном полушарии или по часовой в южном, а внутри наблюдается область пониженного давления, то его называют циклоном. Он имеет колоссальный запас энергии и приводит к негативным погодным явлениям, таким как гроза, сильные ветры, шквалы.
В зависимости от места образования циклоны бывают тропические и внетропические. Первые возникают в тропических широтах и обладают небольшими размерами (несколько сотен километров в диаметре). В их центре обычно находится район диаметром 20–25 км с солнечной погодой, а по краям бушуют бури и ветры.
Внетропические циклоны, образуемые в полярных и умеренных широтах, достигают гигантских размеров и одновременно покрывают большие территории земной поверхности. В разных районах их называют по-разному: в Америке – , в Азии – тайфуном, а в Австралии – вилли-вилли. Каждый мощный циклон получает собственное имя, например Катрина, Сэнди, Нэнси.
Как возникает циклон?
Причина возникновения циклонов кроется во вращении земного шара и связана с силой Кориолиса, согласно которой при движении против часовой стрелки вихри отклоняются в левую сторону, а по часовой уходят вправо. Формирование циклонов происходит в тех случаях, когда теплые экваториальные массы воздуха встречаются с сухими арктическими потоками. При столкновении между ними возникает барьер – атмосферный фронт.
В попытке преодолеть эту границу холодные потоки оттесняют часть теплых слоев, а те, в свою очередь, сталкиваются с идущими за ними холодными массами и начинают вращение по эллипсоидной траектории. Постепенно они захватывают прилагающие воздушные слои, втягивают их в свое движение и перемещаются по поверхности Земли со скоростью до 50 километров в час.
Что такое антициклон?
Антициклоны, как видно из названия, выступают полной противоположностью циклонам и приносят на определенные территории хорошую погоду.
В их внутренней части находится область повышенного давления, а скорость движения варьируется от 30 до 40 километров в час в зависимости от полушария. Нередко антициклоны зависают в неподвижном состоянии, надолго сохраняя в конкретном регионе малую облачность, безветрие и отсутствие осадков.
В летнее время антициклоны приводят к жаре, зимой, напротив, – к сильным морозам. Возникают они в приполярных или субтропических широтах, причем при образовании над мощным ледовым покровом (например, в Антарктиде) становятся более выраженными.
Для антициклонов характерны резкие перепады температур на протяжении суток, что объясняет отсутствие осадков, которые, как правило, оказывают влияние на температуру и делают разницу в градусах не столь заметной. Иногда во время их движения над земной поверхностью появляются туманы или слоистые облака.
Как развиваются антициклоны?
Антициклоны имеют более сложную структуру, нежели циклоны. В северном полушарии в них передвигаются по часовой стрелке, в южном – против. К образованию антициклонов приводит вторжение холодных воздушных потоков в более теплые.
В результате в области столкновения повышается давление и образуется так называемый высотный гребень, под которым начинает формироваться центр вихря. По мере разрастания антициклоны достигают размеров до нескольких тысяч километров в диаметре и передвигаются с запада на восток, отклоняясь к нижним широтам.
