7. ЦИКЛОН

7.1. Циклоны

Барическая система - это система распределения атмосферного давления, в данном районе, которая характеризуется определенным расположением изобар на картах погоды.

Различают главные барические системы, к которым относятся циклоны и антициклоны, а также вторичные - ложбины, гребни, седловины.

Циклон, условия погоды и полетов в разных частях циклопа

Циклон - это барическая система, очерченная на карте погоды замкнутыми изобарами, в которой давление увеличивается от центра к периферии. В центре циклона наблюдается самое низкое давление.

Воздух в циклоне движется относительно центра против хода часовой стрелки, отклоняясь в слое трения от изобар в сторону низкого давления. Следовательно, циклон является областью сходимости приземных ветров, и в циклоне наблюдаются восходящие потоки воздуха.

Так как восходящие потоки являются основной причиной образования облаков, то в циклоне преобладает облачная погода с осадками. В зависимости от вида подъема воздуха (конвекция, восходящее скольжение, турбулентность) в циклоне образуются облака всех трех типов: кучевообразные, слоистообразные, волнистообразные.

Циклоны представляют собой гигантские тропосферные вихри. Их размеры колеблются от нескольких сотен до тысячи и более километров в диаметре.

Циклоны могут быть низкими (до 3 км), средними (до 5 км) и высокими (более 5 км) барическими образованиями.

Продолжительность существования циклона от 7 до 10 суток.

В зависимости от расположения воздушных масс и атмосферных фронтов, а также по условиям погоды и полетов площадь циклона можно разделить на четыре части:

а)  центральную

б)  переднюю

в)  теплый сектор

г)  тыловую

Центральная часть располагается в радиусе до 100-150км от центра и характеризуется самыми неблагоприятными условиями погоды. Здесь наблюдается сплошная низкая облачность большой вертикальной протяженности (как правило, до тропопаузы). Выпадают интенсивные осадки, наблюдается плохая видимость и сильные ветры, летом - грозы, зимой - снежные метели.

Передняя часть располагается перед теплым фронтом, который и определяет погоду в данной части циклона. Здесь наблюдаются слоистообразные облака, обложные осадки, фронтальные туманы, зимой - снежные метели, летом - скрытые грозы. В облаках обледенение, особенно сильное в зоне температур от  до .

Теплый сектор - это часть циклона, расположенная между теплым и холодным фронтами. Здесь находится теплый воздух. Зимой теплый воздух натекает на холодную подстилающую поверхность, и в результате этого в теплом секторе образуется устойчивая воздушная масса с характерной для нее погодой. Летом, особенно днем, за счет прогрева подстилающей поверхности в теплом секторе образуется неустойчивая воздушная масса с соответствующей погодой. Наиболее сложные условия наблюдаются в холодное время года, когда, в теплом секторе образуются низкие слоистые и слоисто-кучевые облака, моросящие осадки и туманы.

Тыловая часть располагается за холодным фронтом. Здесь находится холодный воздух. В теплое время года холодный воздух натекает не теплую подстилающую поверхности и в результате этого в тыловой части циклона образуется неустойчивая воздушная масса с хорошо развитыми мощно-кучевыми и кучево-дождевыми облаками и опасными явлениями, которые характерны для этих облаков. В холодное время года за счет выхолаживания подстилающей поверхности в тылу циклона образуется устойчивая воздушная масса со слоисто-кучевыми облаками, из которых выпадает слабый снег и дымками. В тыловой части циклона наблюдаются сильные порывистые ветры, часто проходят вторичные холодные фронты.

7.2. АНТИЦИКЛОН

Антициклон - это барическая система, очерченная на картах погоды замкнутыми изобарами, в которой давление увеличивается от периферии к центру.

Воздух в антициклоне движется относительно центра по ходу часовой стрелки, отклоняясь в слое трения от изобар в сторону низкого давления. Поэтому антициклон является областью расходимости приземных ветров, и в антициклоне наблюдаются нисходящие потоки воздуха.

Нисходящие потоки приводят к сжатию воздуха и его нагреванию, в результате чего на высоте 1-3км иногда образуется слой инверсии или изотермии. Такой слой инверсии называется инверсией сжатия.

Так как нисходящие потоки размывают облака, то в антициклоне наблюдается преимущественно безоблачная или малооблачная погода со слабыми ветрами в центре, которые усиливаются к периферии.

По аналогии с циклонами антициклоны могут быть низкими, средними и высокими барическими образованиями.

Продолжительность существования антициклона несколько недель и далее месяцев.

По условиям погоды и полетов антициклон можно разделить на 3 части: центральную, восточную периферию и западную периферию.

В центральной части антициклона преобладает ясная или малооблачная погода с низкими температурами зимой и высокими температурами летом. При достаточной влажности зимой, а летом ночью за счет сильного радиационного выхолаживания подстилающей поверхности под слоем инверсии сжатия могут образоваться низкие слоистые облака, а у поверхности земли - радиационные туманы.

На восточной периферии антициклона воздух двигается с севера на юг. В теплое время года образуется неустойчивая воздушная масса (холодный воздух натекает на теплую подстилающую поверхность) с хорошо развитыми мощно-кучевыми и кучево-дождевыми облаками и опасными явлениями, которые характерны для этих облаков. В холодное время года на восточной периферии антициклона за счет выхолаживания подстилающей поверхности образуется устойчивая воздушная масса с соответствующей погодой.

На западной периферии антициклона воздух двигается с юга на север. В холодное время года образуется устойчивая воздушная масса, (теплый воздух натекает на холодную подстилающую поверхность). При достаточной влажности воздуха образуются адвективные туманы и низкие слоистые и слоисто-кучевые облака. В теплое время года, днем за счет прогрева подстилающей поверхности образуется неустойчивая воздушная масса с соответствующей погодой.

Гребень, условия погоды и полетов в нем

Гребень - это узкая вытянутая полоса повышенного давления, расположенная на периферии антициклона или между двумя циклонами.

Ось гребня является областью расходимости приземных ветров. Поэтому погода в гребне, как правило, ясная или малооблачная. В холодное время года из-за выхолаживания подстилающей поверхности в гребне образуется устойчивая воздушная масса, и наблюдается характерная для этой воздушной массы погода. В теплое время года, днем за счет прогрева подстилающей поверхности образуется неустойчивая воздушная масса с соответствующей погодой.

Седловина, условия погоды и полетов в ней

Седловина - это барическая система, которая образуется между двумя циклонами и двумя антициклонами, расположенными крестообразно.

Если рассматривать градиентные ветры, связанные с циклонами и антициклонами, то в седловине можно провести две оси: сжатия и растяжения.

Вдоль оси растяжения происходит сходимость воздушных масс, поэтому по оси растяжения могут проходить атмосферные фронты, которые в этом случае и будут определять погоду в седловине.

В центральной части седловины обычно наблюдаются слабые ветры неустойчивого направления. В холодное время года из-за выхолаживания подстилающей поверхности в седловине образуется устойчивая воздушная масса и наблюдается характерная для этой воздушной массы погода. В теплое время года, днем за счет прогрева подстилающей поверхности образуется неустойчивая воздушная масса с соответствующей погодой.

7.3. ЛОЖБИНА, УСЛОВИЯ ПОГОДЫ И ПОЛЕТОВ В НЕЙ

Ложбина - это узкая вытянутая полоса пониженного давления, расположенная на периферии циклона или между двумя антициклонами.

Ось ложбины является областью сходимости приземных ветров, поэтому погода в ложбине, как правило, облачная с осадками и сильными ветрами. Как правило, вдоль оси ложбины проходят атмосферные фронты, которые и обуславливают погоду в данной ложбине.

7.4. ТРОПИЧЕСКИЕ ЦИКЛОНЫ

Тропические циклоны могут возникать в любое время года в тропических широтах всех океанов, за исключением юго-восточной части Тихого океана и Южной Атлантики. Их число сильно меняется от района к району и от года к году.

Чаще всего тропические циклоны возникают в северной части тропической зоны Тихого океана (около 32 циклонов за год). Наибольшая их повторяемость в конце лета. Значительно реже (около 10 циклонов) они возникают в северной части тропической зоны Атлантики и в юго-западной части тропической зоны Тихого океана. В Индийском океане в среднем наблюдается 2-3 циклона в год. Как правило, тропические циклоны встречаются в интервале широт от 5 до .

Тропические циклоны, достигшие значительной интенсивности, в каждом районе имеют свое название. Так, на Дальнем Востоке их называют тайфунами (от китайского слова "тай", что значит "сильный ветер"); в северной части Атлантики - ураганами (от испанского "уракан" и английского "харикейн"); в странах Индийского полуострова - циклонами.

До 1978 года тропические циклоны, достигшие ураганной силы, называли женскими именами. С 1978 года решением Всемирной Метеорологической Организации (ВМО) для названий тропических циклонов используют не только женские, но и мужские имена. В Атлантике, кроме имени для каждого циклона, указывают год возникновения и порядковый номер, обозначаемые четырехзначным числом. Например, число 7809 обозначает девятый ураган 1978 года.

В настоящее время общепризнанной теории возникновения тропических циклонов еще нет. Существует ряд эмпирически полученных признаков, с помощью которых можно предсказать возможность образования или прохождения циклонического возмущения:

- наличие начального циклонического возмущения (высотный циклон, ложбина, небольшая область пониженного давления);

- наличие влажного воздуха;

- достаточное для создания "закручивающего эффекта" значение силы Кориолиса;

- температура поверхности океана не менее ;

- конвективная неустойчивость атмосферы, благоприятная для развития мощной конвекции.

Давление в центре обычных тропических циклонов составляет 950-960гПа. Отмечались случаи, когда давление падало до 890гПа. Для тропических циклонов характерны большие градиенты давления: 14-17гПаЛ00км, в отдельных случаях - 60гПа/100км.

Ветер в циклонах северного полушария дует против часовой стрелки, южного - по часовой стрелке. Скорость ветра достигает 110м/с.

Тропические циклоны имеют теплую центральную часть. Температура в центральной части на  выше, чем на расстоянии 150 км от нее.

Облачность тропических циклонов очень мощная, причем в центре, как правило, имеется безоблачное пространство, получившее название "глаза бури", диаметр которого достигает 20км. Окаймляет пространство "глаза бури" так называемая стена облаков, имеющих большую вертикальную мощность (иногда более 15 км). Облачные полосы могут достигать длины в среднем 300-400км.

За время прохождения через станцию тропического циклона в среднем выпадает 500мм осадков, в экстремальных случаях - 2500мм. Если вспомнить, что в большинстве районов умеренной зоны годовое количество осадков в среднем 600-800мм, то становится ясным, что количество осадков, выпадающих при прохождении одного тропического циклона, либо равно годовому количеству осадков умеренной зоны, либо превышает его в 3-4 раза.

Расчеты показывают, что в среднем один тропический циклон за сутки выделяет энергию около  (атомная бомба, эквивалентная сброшеной на Хиросиму и Нагасаки, имела энергию порядка ). Средняя скорость движения тропических циклонов составляет примерно 20 км/ч. Последствия прохождения тропических циклонов губительны. Они связаны с ураганными ветрами, штормовыми нагонами воды и наводнениями, вызываемыми сильными ливнями. По сведениям, публикуемым в США, материальные потери, наносимые ураганами, из года в год возрастают. Имеются случаи, когда один ураган наносил прямой ущерб, превышающий миллиард долларов. Косвенные потери за счет перерывов в производстве существенно увеличивают эту сумму.