Co to jest cyklon? Prawie każdy interesuje się pogodą - patrzy na prognozy, raporty. Jednocześnie często słyszy o cyklonach i antycyklonach. Większość ludzi wie, że te zjawiska atmosferyczne są bezpośrednio związane z pogodą za oknem. W tym artykule postaramy się dowiedzieć, czym one są.
Co to jest cyklon
Cyklon to strefa niskiego ciśnienia pokryta systemem kołowych wiatrów. Mówiąc najprościej, jest to imponujący płaski wir atmosferyczny. Co więcej, powietrze w nim porusza się spiralnie wokół epicentrum, stopniowo zbliżając się do niego. Za przyczynę tego zjawiska uważa się niskie ciśnienie w części centralnej. Dlatego ciepłe, wilgotne masy powietrza pędzą w górę, obracając się wokół środka cyklonu (oko). Powoduje to akumulację chmur o dużej gęstości. W strefie tej szaleją silne wiatry, których prędkość może dochodzić do 270 km/h. Na półkuli północnej powietrze obraca się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara ztrochę skrętu w kierunku środka. Przeciwnie, w antycyklonach powietrze wiruje zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Cyklon tropikalny na półkuli południowej działa w bardzo podobny sposób. Jednak kierunki są odwrócone. Cyklony mogą osiągać różne rozmiary. Ich średnica może być bardzo duża - do kilku tysięcy kilometrów. Na przykład duży cyklon jest w stanie objąć cały kontynent europejski. Z reguły te zjawiska atmosferyczne powstają w określonych punktach geograficznych. Na przykład południowy cyklon przybywa do Europy z Bałkanów; obszary Morza Śródziemnego, Czarnego i Kaspijskiego.
Mechanizm powstawania cyklonu – pierwsza faza
Co to jest cyklon i jak powstaje? Na frontach, czyli w strefach kontaktu mas ciepłego i zimnego powietrza, powstają i rozwijają się cyklony. To naturalne zjawisko powstaje, gdy masa zimnego powietrza polarnego spotyka się z masą ciepłego, wilgotnego powietrza. W tym samym czasie masy ciepłego powietrza przechodzą w szereg zimnych, tworząc w nich coś na kształt języka. To początek cyklonu. Przesuwając się względem siebie, przepływy o różnej temperaturze i gęstości powietrza tworzą falę na powierzchni czołowej, a co za tym idzie, na samej linii frontu. Okazuje się, że formacja przypominająca łuk, zwrócona wklęsłością w kierunku mas ciepłego powietrza. Jego odcinek, znajdujący się we frontowej wschodniej części cyklonu, jest frontem ciepłym. Część zachodnia, która znajduje się za zjawiskiem atmosferycznym, jest frontem zimnym. WW przerwie między nimi w cyklonie często występują strefy dobrej pogody, które zwykle trwają tylko kilka godzin. Takiemu odchyleniu linii frontu towarzyszy spadek ciśnienia na szczycie fali.
Ewolucja cyklonu: druga faza
Cyklon atmosferyczny nadal ewoluuje. Uformowana fala, poruszająca się z reguły na wschód, północny wschód lub południowy wschód, jest stopniowo deformowana. Język ciepłego powietrza przenika dalej na północ, tworząc dobrze zdefiniowany, ciepły sektor cyklonu. W jego przedniej części na chłodniejsze i gęstsze unoszą się masy ciepłego powietrza. Gdy się wznosi, para skrapla się i tworzy potężną chmurę cumulonimbus, która prowadzi do długotrwałych opadów (deszczu lub śniegu). Szerokość strefy takich opadów czołowych wynosi około 300 km latem i 400 km zimą. W odległości kilkuset kilometrów przed ciepłym frontem w pobliżu powierzchni ziemi wznoszący się strumień powietrza osiąga wysokość 10 km lub więcej, na której wilgoć kondensuje, tworząc kryształki lodu. Tworzą białe chmury cirrus. Dlatego właśnie od nich można przewidzieć zbliżanie się ciepłego frontu cyklonu.
Trzecia faza powstawania zjawiska atmosferycznego
Dalsze cechy cyklonu. Wilgotne, ciepłe powietrze ciepłego sektora, przechodząc nad zimniejszą powierzchnią Ziemi, tworzy niskie chmury stratusowe, mgły i mżawkę. Po przejściu ciepłego frontu nadchodzi ciepła pochmurna pogoda z południowymi wiatrami. Oznakami tego są często pojawianie się zamglenia i lekkiej mgły. Potem zbliża się zimny front. Przepływające wzdłuż niej zimne powietrze unosi się pod ciepłym powietrzem i wypiera je w górę. Prowadzi to do powstania chmur cumulonimbus. Są przyczyną przelotnych opadów, burz, którym towarzyszą silne wiatry. Strefa zimnego frontu opadów ma szerokość około 70 km. Z biegiem czasu tył cyklonu zostaje zastąpiony. Przynosi silne wiatry, cumulusy i chłodną pogodę. Z biegiem czasu zimne powietrze wypycha ciepłe powietrze na wschód. Potem nadchodzi pogodna pogoda.
Jak powstają cyklony: faza czwarta
Gdy język ciepłego powietrza wnika w masę chłodnego powietrza, staje się on coraz bardziej otoczony przez masy zimnego powietrza i jest wypychany do góry. Tworzy to strefę niskiego ciśnienia w środku cyklonu, gdzie pędzi otaczające go masy powietrza. Na półkuli północnej pod wpływem obrotu Ziemi obracają się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Jak wspomniano powyżej, cyklony południowe mają przeciwne kierunki obrotu mas powietrza. Właśnie dzięki temu, że Ziemia obraca się wokół własnej osi, wiatry nie są skierowane w stronę środka zjawiska atmosferycznego, ale kierują się stycznie do otaczającego ją okręgu. Wraz z rozwojem cyklonu nasilają się.
Piąta faza ewolucji cyklonu
Chłodne powietrze w zjawisku atmosferycznym porusza się z większą prędkością niż powietrze ciepłe. Dlatego zimny front cyklonu stopniowo łączy się z ciepłym, tworząc tzw. front okluzyjny. Na Powierzchnia Ziemi nie jest już ciepłą strefą. Pozostają tam tylko zimne masy powietrza.
Ciepłe powietrze unosi się, gdzie stopniowo ochładza się i jest uwalniane z rezerw wilgoci, które opadają na ziemię w postaci deszczu lub śniegu. Różnica między temperaturą zimnego i ciepłego powietrza stopniowo się wyrównuje. W tym samym czasie cyklon zaczyna zanikać. Jednak w tych masach powietrza nie ma pełnej jednorodności. Podążając za tym cyklonem, drugi pojawia się z przodu na grzbiecie nowej fali. Te zjawiska atmosferyczne zawsze występują w seriach, a każde następuje nieco na południe od poprzedniego. Wysokość wiru cyklonu często dociera do stratosfery, to znaczy wznosi się na wysokość 9-12 km. Szczególnie duże można znaleźć na wysokości 20-25 km.
Prędkość cyklonu
Cyklony są prawie zawsze w ruchu. Ich prędkość poruszania się może być bardzo różna. Jednak maleje wraz ze starzeniem się zjawiska atmosferycznego. Najczęściej poruszają się z prędkością około 30-40 km/h, pokonując dystans 1000-1500 km lub więcej w ciągu 24 godzin. Czasami poruszają się z prędkością 70-80 km na godzinę, a nawet więcej, pokonując dziennie 1800-2000 km. W tym tempie cyklon, który szalał dziś w rejonie Anglii, za 24 godziny może już znaleźć się w rejonie Leningradu lub Białorusi, wywołując gwałtowną zmianę pogody. W miarę zbliżania się centrum zjawiska atmosferycznego ciśnienie spada. Cyklony i huragany mają różne nazwy. Jedną z najbardziej znanych jest Katrina, która spowodowała poważne szkody w Stanach Zjednoczonych.
Fronty atmosferyczne
Co to jestcyklony, już to rozgryźliśmy. Następnie porozmawiamy o ich elementach konstrukcyjnych - frontach atmosferycznych. Co powoduje, że ogromne masy wilgotnego powietrza w cyklonie unoszą się wysoko? Aby uzyskać odpowiedź na to pytanie, najpierw musimy zrozumieć, czym są tak zwane fronty atmosferyczne. Powiedzieliśmy już, że ciepłe tropikalne powietrze przemieszcza się z równika na bieguny i po drodze spotyka masy zimnego powietrza z umiarkowanych szerokości geograficznych. Ponieważ właściwości ciepłego i chłodnego powietrza znacznie się różnią, naturalne jest, że ich matryce nie mogą się natychmiast zmieszać. Na styku mas powietrza o różnych temperaturach pojawia się wyraźnie określone pasmo - strefa przejściowa między frontami powietrza o różnych właściwościach fizycznych, którą w meteorologii nazywamy powierzchnią czołową. Strefa oddzielająca masy powietrza umiarkowanych i tropikalnych szerokości geograficznych nazywana jest frontem polarnym. A przednia powierzchnia pomiędzy umiarkowanymi i arktycznymi szerokościami geograficznymi nazywana jest arktyczną. Ponieważ gęstość mas ciepłego powietrza jest mniejsza niż mas zimnych, front jest płaszczyzną pochyloną, która zawsze pochyla się w kierunku masywu zimnego pod bardzo małym kątem do powierzchni. Chłodne powietrze, tak samo gęstsze, w zetknięciu z ciepłym unosi to drugie do góry. Wyobrażając sobie front między masami powietrza, należy zawsze pamiętać, że jest to wyimaginowana powierzchnia pochylona nad ziemią. Linia frontu atmosferycznego, która powstaje, gdy ta powierzchnia przecina ziemię, jest zaznaczona na mapach pogodowych.
Tajfun
Zastanawiam się, czy w przyrodzie jest coś piękniejszego niż takie zjawisko jak tajfun? Czyste, spokojne niebo nad studnią ścian stworzoną przez szalony trąb powietrzny, przeszyty zygzakami błyskawic, ściany wysokie na dwa Everesty? Jednak wielkie kłopoty zagrażają każdemu, kto znajdzie się na dnie tej studni…
Zaczynając na szerokościach równikowych, tajfuny kierują się na zachód, a następnie (na półkuli północnej) skręcają na północny zachód, północ lub północny wschód. Chociaż każdy z nich nie podąża dokładnie ścieżką drugiego, większość z nich podąża krzywą, która ma kształt paraboli. Prędkość tajfunów wzrasta, gdy poruszają się na północ. Jeśli w pobliżu równika i w kierunku zachodnim poruszają się z prędkością zaledwie 17-20 km/h, to po skręcie na północny wschód ich prędkość może osiągnąć 100 km/h. Jednak zdarzają się sytuacje, kiedy niespodziewanie oszukując wszelkie prognozy i obliczenia, tajfuny albo zatrzymują się całkowicie, albo szaleńczo pędzą do przodu.
Oko huraganu
Oko to miska z wypukłymi ścianami chmur, w której jest stosunkowo słaby wiatr lub całkowity spokój. Niebo jest czyste lub częściowo zachmurzone. Ciśnienie wynosi 0,9 wartości normalnej. Oko tajfunu może mieć średnicę od 5 do 200 km, w zależności od etapu jego rozwoju. W młodym huraganie wielkość oka wynosi 35-55 km, natomiast w rozwiniętym zmniejsza się do 18-30 km. Gdy tajfun zanika, oko znów rośnie. Im wyraźniej jest zarysowany, tym silniejszy jest tajfun. W takich huraganach wiatry są silniejsze w pobliżu centrum. Zamykając wszystkie strumienie wokół oka, wiatr wirujeprzy prędkościach do 425 km/h, stopniowo zwalniając w miarę oddalania się od centrum.
