Стадия разрушения антициклона

В четвертой стадии развития антициклон является высоким барическим образованием с квазивертикальной осью. Замкнутые центры высокого давления прослеживаются на всех уровнях тропосферы, координаты высотного центра практически совпадают с координатами центра у Земли (рис. 12.9).

С момента усиления антициклона температура воздуха на высотах повышается. В системе антициклона происходит опускание воздуха, и, следовательно, его сжатие и нагревание. В тыловой части антициклона происходит поступление тёплого воздуха (адвекция тепла) в его систему. В результате продолжающейся адвекции тепла и адиабатического нагревания воздуха антициклон заполняется однородным тёплым воздухом, а область наибольших горизонтальных контрастов температуры перемещается на периферию. На над приземным центром располагается очаг тепла.

Антициклон становится термически симметричным барическим образованием. Соответственно уменьшению горизонтальных градиентов термобарического поля тропосферы, адвективные и динамические изменения давления в области антициклона значительно ослабевают.

Из-за расходимости воздушных течений в приземном слое атмосферы давление в системе антициклона понижается, и он постепенно разрушается, что на начальном этапе разрушения более заметно у земной поверхности.

Циклон — атмосферный вихрь огромного (от сотен до нескольких тысяч километров) диаметра с пониженным давлением воздуха в центре.

Воздух в циклоне циркулирует против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке в южном. Кроме того, в воздушных слоях на высоте от земной поверхности до нескольких сот метров, ветер имеет слагаемое, направленное к центру циклона, по барическому градиенту (в сторону убывания давления). Величина слагаемого уменьшается с высотой.

Схематическое изображение процесса образования циклонов (чёрные стрелки) из-за вращения Земли (синие стрелки).

Циклон — не просто противоположность антициклону, у них различается механизм возникновения. Циклоны постоянно и естественным образом появляются из-за вращения Земли, благодаря силе Кориолиса. Следствием теоремы Брауэра о неподвижной точке является наличие в атмосфере как минимум одного циклона или антициклона.

Различают два основных вида циклонов — внетропические и тропические. Первые образуются в умеренных или полярных широтах и имеют диаметр от тысячи километров в начале развития, и до нескольких тысяч в случае так называемого центрального циклона. Среди внетропических циклонов выделяют южные циклоны, образующиеся на южной границе умеренных широт (средиземноморские, балканские, черноморские, южнокаспийские и т. д.) и смещающиеся на север и северо-восток. Южные циклоны обладают колоссальными запасами энергии; именно с южными циклонами в средней полосе России и СНГ связаны наиболее сильные осадки, ветры, грозы, шквалы и другие явления погоды.

Тропические циклоны образуются в тропических широтах и имеют меньшие размеры (сотни, редко — более тысячи километров), но бо́льшие барические градиенты и скорости ветра, доходящие до штормовых. Для таких циклонов характерен также т. н. «глаз бури» — центральная область диаметром 20—30 км с относительно ясной и безветренной погодой. Тропические циклоны могут в процессе своего развития превращаться во внетропические. Ниже 8—10° северной и южной широты циклоны возникают очень редко, а в непосредственной близости от экватора — не возникают вовсе.

Циклоны в атмосфере Сатурна. Фотография зонда Кассини.

Циклоны возникают не только в атмосфере Земли, но и в атмосферах других планет. Например, в атмосфере Юпитера уже многие годы наблюдается так называемое Большое красное пятно, которое является, по всей видимости, долгоживущим антициклоном. Однако циклоны в атмосферах других планет изучены недостаточно.

Общая циркуляция атмосферы.

Процессы формирования воздушных масс. Процессы их трансформации.

Географические типы воздушных масс. Воздух морской и континентальный.

Постоянные и сезонные центры действия атмосферы. Муссоны. Широтные и меридиональные типы циркуляции атмосферы.

Погода. Элементы и классификация. Погода в циклоне и антициклоне.

38)процессы и факторы климатообразования

Классификация климатов. Карты климатов.

Изменение и колебание климата. Воздействие человека на климат. Проблема прогноза климата.

Изменение климата — колебания климата Земли в целом или отдельных её регионов с течением времени, выражающиеся в статистически достоверных отклонениях параметров погоды от многолетних значений за период времени от десятилетий до миллионов лет. Учитываются изменения как средних значений погодных параметров, так и изменения частоты экстремальных погодных явлений. Изучением изменений климата занимается наука палеоклиматология. Причиной изменения климата являются динамические процессы на Земле, внешние воздействия, такие как колебания интенсивности солнечного излучения, и, по одной из версий, с недавних пор, деятельность человека.

Факторы изменения климата. Изменения климата обусловлены переменами в земной атмосфере, процессами, происходящими в других частях Земли, таких как океаны, ледники, а также эффектами, сопутствующими деятельности человека. Внешние процессы, формирующие климат, — это изменения солнечной радиации и орбиты Земли.

· изменение размеров, рельефа и взаимного расположения материков и океанов,

· изменение светимости солнца,

· изменения параметров орбиты и оси Земли,

· изменение прозрачности атмосферы и ее состава в результате изменений вулканической активности Земли,

· изменение концентрации парниковых газов (СО2 и CH4) в атмосфере,

· изменение отражательной способности поверхности Земли (альбедо),

· изменение количества тепла, имеющегося в глубинах океана.

Климатические изменения на Земле

Погода — это ежедневное состояние атмосферы. Погода является хаотичной нелинейной динамической системой. Климат — это усредненное состояние погоды и он предсказуем. Климат включает в себя такие показатели, как средняя температура, количество осадков, количество солнечных дней и другие переменные, которые могут быть измерены в каком-либо определенном месте. Однако на Земле происходят и такие процессы, которые могут оказывать влияние на климат:

· Оледенения

· Изменчивость мирового океана

· Парниковые газы

· Тектоника литосферных плит

· Солнечное излучение

· Изменения орбиты

· Вулканизм

· Антропогенное воздействие:

Антропогенное воздействие на климат.

Антропогенные факторы включают в себя деятельность человека, которая изменяет окружающую среду и влияет на климат. Главными проблемами сегодня являются:

Сжигание топлива

Начав расти во время промышленной революции в 1850-х годах и постепенно ускоряясь, потребление человечеством топлива привело к тому, что концентрация СО2 в атмосфере возросла. Вместе с увеличивающейся концентрацией метана эти изменения предвещают рост температуры.

Проблема долгосрочного прогноза погоды — одна из труднейших не только в метеорологии, но и во всей геофизической науке в целом. Прогнозы погоды на 4—6 дней основаны на так называемом синоптическом периоде. По статистическим данным, атмосферные процессы за 4—6 дней протекают однотипно на достаточно большой территории, например в Европе и Западной Сибири. За это время в отдельных районах на прогнозируемой территории погода может изменяться, но, как правило, основные пути перемещения или траектории циклонов и антициклонов не пересекаются. Смена синоптических периодов сопровождается крупными изменениями атмосферных процессов и погоды. Чтобы предсказать погоду на месяц, находят различные статистические связи между крупными атмосферными процессами прошедшей и будущей циркуляции атмосферы, протекающей на всем Северном полушарии. На этой основе подбирают карты-аналоги за прошлые годы, когда наиболее яркие черты атмосферных процессов в предшествующие месяцы протекали аналогично текущему году.

Прогнозировать погоду на сезон еще труднее. Опытные прогнозы погоды на сезон составляются в Гидрометцентре СССР уже несколько лет. Метеорологи все время ищут новые пути прогнозирования погоды, дающие наибольший экономический эффект для народного хозяйства. Например, прогнозисты-агрометеорологи, используя данные о запасах влаги, влагообеспеченности в конце весны и в начале лета, составляют прогнозы урожайности сельскохозяйственных культур и валового сбора зерна почти на всей территории СССР.

На Северном Кавказе, в Закавказье и в Средней Азии стоят противоградовые отряды, вооруженные радиолокаторами, орудиями и ракетами. Когда по прогнозу ожидается град, они стреляют по градовым облакам, которые обнаруживаются на экране радиолокаторами, вносят в них реагент — йодистое серебро. Мелкие капли воды кристаллизуются, не успевая смерзаться в градины.

В рыбопромысловых экспедициях прогнозисты-гидрометеорологи предсказывают погоду, температуру, соленость и волнение моря. Для корабля, пересекающего океаны, гидрометеорологи рекомендуют специальный курс, следуя которому корабли избегают встречи со штормами. Усовершенствуя методику исследований с помощью электронно-вычислительных машин, метеорологи получают все больше информации с метеорологических спутников Земли, все точнее прогнозируют погоду.