Etapy vývoje cyklonu. Etapy vývoje cyklón mírné šířky
V životě cyklónu existuje několik fází vývoje:
1. Počáteční fáze cyklónu (vlnová fáze),
2. Fáze mladého cyklónu,
3. Stádium maximálního rozvoje cyklónu,
4. Stupeň plnění (okluze) cyklonu.
Počáteční fáze vývoje cyklón, která trvá asi den, je charakterizována procesem od prvních známek výskytu až po objevení se první uzavřené izobary na mapě povrchového počasí. Tlakový rozdíl mezi centrem a periferií není větší než 5-10 mb. Ve výškách nejsou víry v počáteční fázi vysledovatelné.
Ve druhé fázi vývoje, která také obvykle netrvá déle než jeden den, mají cyklóny již alespoň 2 uzavřené izobary. Termobarické pole se deformuje, cyklón se prohlubuje a mění se na silný atmosférický vír s výraznými rychlostmi větru. Cyklonická cirkulace zasahuje do horních vrstev atmosféry.
Třetí stupeň je charakterizován nejnižším tlakem ve středu cyklóny. Doba trvání fáze není delší než 12-24 hodin.
V poslední fázi je cyklon naplněn. Na povrchu Země ve středu cyklóny se zvyšuje tlak. Horizontální gradienty tlaku a rychlosti větru se postupně snižují. Tato fáze je nejdelší – 4 dny i více.
Praktické zkušenosti prognostika ukazují, že nejpříznivější podmínky pro rozvoj cyklony jsou, když se její povrchový střed nachází pod přední částí vysokohorského tlakového žlabu v AT500, za přítomnosti významných horizontálních geopotenciálních gradientů (vysoko- výšková frontální zóna). Zesilujícím efektem je divergence izohyps s jejich cyklonálním zakřivením izohyps, které se podél toku zmenšuje. Zde dochází k řídnutí vzduchových hmot, což způsobuje dynamický pokles tlaku.
Se zvýšením teploty v nadložní vrstvě atmosféry, tzn. Když je teplo advekcí, tlak v blízkosti Země klesá. K největší advekci tepla obvykle dochází v přední části cyklonů, kde dochází k advektivnímu poklesu tlaku a kde se vytváří oblast vzestupných pohybů vzduchu. Největší studená advekce je pozorována za studenou frontou v zadní části cyklónu, advektivní zvýšení tlaku a kde se vytváří oblast sestupných pohybů vzduchu.
Advekce (z lat. advectio doručení) v meteorologii je pohyb vzduchu v horizontálním směru a s ním přenos jeho vlastností: teploty, vlhkosti a dalších.
Počáteční fáze cyklónu (vlnová fáze)
Doba trvání počáteční fáze cyklónu od prvních příznaků vzniku tlakové formace po objevení se první uzavřené izobary na mapě povrchového počasí je přibližně jeden den. Objeví-li se vpředu vlna, v její přední části (ve směru pohybu) získává fronta charakter teplé a v zadní části - charakter studené. Pokud je vlna nestabilní, následně se vyvine do cyklónu, je to způsobeno vytvořením oblasti nízkého tlaku a začátkem cyklónové turbulence proudění vzduchu. Vzhledem k relativně malému vlnovitému narušení fronty (viz obr. 1.1) se tento první stupeň rozvoje cyklón nazývá vlnový stupeň.
Rýže. 1.1.
Když se vytvoří vlnová porucha, pás mraků odpovídající frontě se rozšíří přes úsek fronty dlouhý několik set kilometrů. Expanze je obvykle pozorována směrem ke studenému vzduchu. S dalším vývojem vlny se objevuje ohyb pásu oblačnosti směrem ke studenému vzduchu. Zakřivení na vrcholu vlny je doprovázeno houstnutím mraků. Nejsilnější a na snímcích jasnější, světlejší mraky se nacházejí přímo nad vrcholem vlny, kde jsou pohyby vzduchu vzhůru nejintenzivnější. V přední části oblakové hmoty získávají vrstevní oblaka pruhovou strukturu. Pásy mraků se shodují se směrem pravého vertikálního střihu větru ve střední atmosféře. Ve studeném vzduchu za poměrně širokým pásem frontální oblačnosti lze někdy pozorovat jeden, dva nebo více obloukových oblačných pásů, jako by se opakovalo zakřivení hlavního frontálního pásu V teplém vzduchu v blízkosti fronty je oblačnosti relativně málo , ale když se objeví vlna, občas se objeví oblačné pásy.
Počasí v oblasti cyklonální vlny je dáno přítomností teplých a studených front v této oblasti. V pásmu teplé fronty se tvoří oblaka nimbostratus vysoké vertikální mocnosti. Největší vertikální síla těchto mraků je obvykle pozorována blízko vrcholu vlny. Horní hranice oblačnosti může dosahovat výšky 6-8 km a v některých případech se nachází i výše. Nulová izoterma se i v teplém období nachází uvnitř systému oblačnosti, v důsledku čehož je v oblasti záporných teplot v oblacích možná námraza letadla. Před teplou frontou spadají vydatné srážky v širokém pásmu (v létě, kdy se vyvíjí kupovitá oblačnost, jsou časté přeháňky), což značně zhoršuje viditelnost. V důsledku toho se v zóně vlivu teplé fronty obvykle vytvářejí obtížné meteorologické letové podmínky. Studená fronta v oblasti vlny je ve většině případů studená fronta 2. typu se systémem oblačnosti a srážek typickým pro tuto frontu, popsaným v předchozí kapitole počasí je pozorováno v relativně malé oblasti původně stacionární fronty.
Atmosférické poruchy v extratropických šířkách - cyklóny a anticyklóny - se vyskytují převážně na hlavních atmosférických frontách, tedy na frontách mezi polárním (mírným) a tropickým vzduchem nebo mezi arktickým a polárním vzduchem.
Jen malá část slabě vyvinutých a neaktivních vírů vzniká přímým tepelným vlivem PP.
Objevení se na povrchu hlavních front obrovských vln o délkách řádově 1000 km a více může vést k teplotnímu zlomu a větru na frontě a vychylovací síla rotace Země působící na proudění vzduchu přispívá k vznik mezoměřítkových vírů - cyklón a anticyklon. V tomto případě dochází na čelní ploše a přední linii na povrchu Země k vlnovitým deformacím. V některých oblastech (v hřebenech vln) se fronta odchýlí k nízkým zeměpisným šířkám a v jiných (v údolích frontálních vln) - k vysokým zeměpisným šířkám. Zároveň vzdušné proudění ztrácí pásmový charakter a objevují se jazyky studeného a teplého vzduchu - úseky studené a teplé fronty. V údolích frontálních vln se rozvíjejí cyklonální pohyby a tlakové ztráty - vznikají cyklony. Centrální části cyklón jsou umístěny přímo vpředu a fronta tak prochází vnitřními oblastmi cyklón. V přední části cyklony se fronta posouvá do vysokých zeměpisných šířek a má charakter teplé fronty. V zadní části cyklony přechází fronta do nízkých zeměpisných šířek a má charakter studené fronty. Oba jsou zároveň úseky stejné hlavní fronty. Systémy oblačnosti a srážek charakteristické pro fronty vznikají a vyvíjejí se v odpovídajících úsecích bývalé pomalu se pohybující stacionární fronty (obr. 28).
Studená fronta se v prohlubující se cyklóně pohybuje rychleji než teplá. Rychlost pohybu studené fronty je asi 0,8 rychlosti geostrofického větru a rychlost pohybu teplé fronty není větší než 0,65 její velikosti. V důsledku tohoto nesouladu za prvé nebude profil vlnovitého ohybu čelních ploch symetrický: teplá a studená fronta má konvexnost v jednom směru a za druhé, s rostoucí amplitudou poruchy, teplý sektor cyklóna se neustále zužuje, protože studená fronta postupně dohání teplo
Rýže. 28. Etapy vývoje extratropické cyklóny;
a - pomalu se pohybující fronta na mapě povrchového počasí; b - vlnové poruchy na pomalu se pohybující frontě; c - vznik cyklonu na stacionární pomalu se pohybující frontě; g - mladá cyklóna
ly. V okamžiku uzavření front je centrální část cyklony u zemského povrchu vyplněna studeným vzduchem a teplý vzduch je vytlačován do vyšších vrstev.
Jedná se o třetí fázi vývoje cyklón - fázi okluze. Fáze mladé cyklóny, trvající v průměru 12-24 hodin, pokračuje tak dlouho, dokud teplý vzduch zůstává ve středu cyklóny blízko zemského povrchu.
Stádium okluze cyklónu je stádiem maximálního rozvoje: právě po jeho nástupu dosáhne rychlost větru v cyklónu své maximální hodnoty. V této době je na spodním povrchu v cyklonu pozorován nejnižší tlak a z cyklonu se stává vysoká, studená barická formace. Následně začíná poslední (čtvrtá) fáze rozvoje cyklón - fáze plnění: zvyšuje se atmosférický tlak, klesá rychlost větru a porucha postupně odeznívá.
Uvažovaný model vývoje extratropických cyklón je typický, ale není nutný ve všech případech. Vznik cyklón je možný nejen na stacionárních, ale i na pomalu se pohybujících studených a někdy i teplých frontách. Kromě toho po začátku okluze nemusí nutně následovat fáze plnění cyklonu. Pokud po okluzi zůstane v cykloně nějaká sekundární tepelná asymetrie v důsledku rozdílu teplot studeného vzduchu před a za frontou okluze, pak se cyklona může po okluzi dále prohlubovat. To je zvláště běžné, když je studený vzduch v zadní části cyklónu teplejší než v přední části cyklónu.
Nejhlubší extratropické (frontální) cyklóny s bouřlivými větry se vyskytují v případech, kdy se procesu cyklogeneze účastní vzduchové hmoty tří hlavních typů: tropické, polární a arktické.
Pokud je například střed mladé cyklóny, která vznikla na polární frontě, blízko arktické fronty, pak arktický vzduch vstupuje do oblasti cyklóny a zvyšuje její tepelný kontrast. V tomto případě se cyklóny vyznačují zvláštní hloubkou, velkými tlakovými gradienty a odpovídajícími rychlostmi větru. Takové cyklóny nejčastěji vznikají v období podzim-zima nad severním Atlantikem.
S procesem cyklogeneze úzce souvisí i mechanismus vývoje anticyklon. V podstatě se jedná o jediný proces spojený s dlouhými vlnami na stacionární frontě.
Anticyklóny vznikají v hřebenech ultra dlouhých atmosférických vln na přisedlé frontě. Analýza synoptických situací ukazuje, že mezilehlé anticyklóny vznikají ve studené vzduchové hmotě za studenou frontou poslední cyklóny v řadě. V centrálních částech anticyklon nemohou atmosférické fronty projít, i když v nich určitá teplotní asymetrie zůstává. Na periferii tlakových výšek mohou procházet linie atmosférických front.
Anticyklóny v procesu svého vývoje procházejí třemi fázemi: vznikem, maximálním rozvojem a zničením. V pruhu 66
Rýže. 29. Etapy vývoje tlakové výše:
a - generační fáze; b - stupeň maximálního rozvoje
Anticyklóny jsou v první fázi svého vývoje útvary nízkého tlaku ve formě hřbetů bez uzavřených izobar. Advektivní zvýšení tlaku je způsobeno vstupem studeného vzduchu před osu hřebene (obr. 29, a). Ve fázi maximálního vývoje mají anticyklóny několik uzavřených izobar (obr. 29, b).
Konečný stupeň tlakových výšek (stupeň destrukce) je charakterizován tepelnou symetrií: tlaková výše se stává útvarem vysokého tlaku.
Anticyklóny zabírají rozsáhlé oblasti kontinentů nebo oceánů (3000-4000 km v průměru). Zvláště silné tlakové výše se tvoří v zimě nad kontinenty a v létě v subtropických oblastech Tichého a Atlantského oceánu. Ve většině případů je tlak ve středu tlakové výše nad povrchem 1020-1030 hPa. Centrální oblasti tlakových výšek se vyznačují malými tlakovými gradienty. Směrem k periferii se zvyšují sklony a následně i rychlost větru. Nejvyšší rychlosti větru jsou nejčastěji pozorovány na severovýchodním a východním okraji anticyklon, nejnižší - na západě.
Anticyklóny se pohybují převážně ze západu na východ nižší rychlostí než cyklóny. Průměrná rychlost tlakových výšek je 25-30 km/h, ale může dosáhnout i vyšších hodnot (50-80 km/h). S rozvojem anticyklon se jejich rychlost pohybu snižuje a stávají se neaktivními tlakovými formacemi. Četnost tlakových výšek v teplé polovině roku nad oceány je větší než ve studené polovině.
Uvažovaná schémata vzniku a vývoje cyklón a anticyklón odrážejí pouze jejich hlavní rysy. V reálných podmínkách může docházet k významným odchylkám od těchto schémat. Není nutné, aby cyklón prošel všemi čtyřmi vývojovými fázemi. Jeho počáteční fáze - fáze frontální vlny - může probíhat na pomalu se pohybujících studených a někdy i teplých frontách. Vlivem sekundární tepelné asymetrie může dojít k rozdílům i v poslední fázi vývoje cyklony, kdy se může cyklona i po okluzi prohloubit v důsledku rozdílu teplot studeného vzduchu před a za okluzní frontou. To se stává zvláště často v případech, kdy je studený vzduch v zadní části cyklonu teplejší než v jeho přední části.
Prohloubení cyklón (často až 950-960 hPa) v důsledku sekundární tepelné asymetrie vede ke zvýšení životnosti cyklónu.
Zvláště hluboké cyklóny s bouřlivými větry vznikají v případech, kdy se na procesu vzniku cyklón podílejí vzduchové hmoty tří hlavních typů: TV, PV (HC) a AV. Takové cyklóny nejčastěji vznikají v chladném počasí nad severním Atlantikem a severovýchodním Tichým oceánem.
Hotové odpovědi na zkoušku, cheat sheets a další výukové materiály ve formátu Word si můžete stáhnout na
Použijte vyhledávací formulář
Etapy vývoje cyklón a anticyklón.
relevantní vědecké zdroje:
- Lidská anatomie, fyziologie, patologie. Odpovědi na otázky ke zkoušce
| Odpovědi na test/zkoušku| 2017 | docx | 1,49 MB
1. Předmět studia anatomie, fyziologie a patologie člověka. Jejich propojení s pedagogikou, psychologií, neuropatologií a dalšími obory. Role znalostí anatomie, fyziologie a patologie člověka pro
- Odpovědi na patologickou anatomii
| Odpovědi na test/zkoušku| 2016 | docx | 1,44 MB
ODPOVĚDI Předmět anatomie, fyziologie a patologie člověka Anatomie člověka Souvislost s ostatními obory a význam pro učitele-defektology. 2. Ontogeneze Základní zákonitosti růstu a
- Patologická anatomie
| Odpovědi na test/zkoušku| 2016 | docx | 0,36 MB
1. Patologická anatomie Úkoly patologické anatomie: Úkoly praktické patologické anatomie: Metody studia patologické anatomie: Metody studia patologické anatomie
- Odpovědi na zkoušku z patologické fyziologie
| Odpovědi na test/zkoušku| 2016 | docx | 0,85 MB
VYŠETŘOVACÍ OTÁZKY 1. Předmět a cíle patologické fyziologie. Jeho místo v systému vysokoškolského vzdělávání lékařů. Patofyziologie jako teoretický základ klinické medicíny. 2.
4. Stupeň plnění (okluze) cyklonu.
Počáteční fáze vývoje cyklón, která trvá asi den, je charakterizována procesem od prvních známek výskytu až po objevení se první uzavřené izobary na mapě povrchového počasí. Tlakový rozdíl mezi centrem a periferií není větší než 5-10 mb. Ve výškách nejsou víry v počáteční fázi vysledovatelné.
Ve druhé fázi vývoje, která také obvykle netrvá déle než jeden den, mají cyklóny již alespoň 2 uzavřené izobary. Termobarické pole se deformuje, cyklón se prohlubuje a mění se na silný atmosférický vír s výraznými rychlostmi větru. Cyklonická cirkulace zasahuje do horních vrstev atmosféry.
Třetí stupeň je charakterizován nejnižším tlakem ve středu cyklóny. Doba trvání fáze není delší než 12-24 hodin.
V poslední fázi je cyklon naplněn. Na povrchu Země ve středu cyklóny se zvyšuje tlak. Horizontální gradienty tlaku a rychlosti větru se postupně snižují. Tato fáze je nejdelší – 4 dny i více.
Praktické zkušenosti prognostika ukazují, že nejpříznivější podmínky pro rozvoj cyklony jsou, když se její povrchový střed nachází pod přední částí vysokohorského tlakového žlabu v AT500, za přítomnosti významných horizontálních geopotenciálních gradientů (vysoko- výšková frontální zóna). Zesilujícím efektem je divergence izohyps s jejich cyklonálním zakřivením izohyps, které se podél toku zmenšuje. Zde dochází k řídnutí vzduchových hmot, což způsobuje dynamický pokles tlaku.
Se zvýšením teploty v nadložní vrstvě atmosféry, tzn. Když je teplo advekcí, tlak v blízkosti Země klesá. K největší advekci tepla obvykle dochází v přední části cyklonů, kde dochází k advektivnímu poklesu tlaku a kde se vytváří oblast vzestupných pohybů vzduchu. Největší studená advekce je pozorována za studenou frontou v zadní části cyklónu, advektivní zvýšení tlaku a kde se vytváří oblast sestupných pohybů vzduchu.
Advekce (z lat. advectio doručení) v meteorologii je pohyb vzduchu v horizontálním směru a s ním přenos jeho vlastností: teploty, vlhkosti a dalších.
Počáteční fáze cyklónu (vlnová fáze)
Doba trvání počáteční fáze cyklónu od prvních příznaků vzniku tlakové formace po objevení se první uzavřené izobary na mapě povrchového počasí je přibližně jeden den. Objeví-li se vpředu vlna, v její přední části (ve směru pohybu) získává fronta charakter teplé a v zadní části - charakter studené. Pokud je vlna nestabilní, následně se vyvine do cyklónu, je to způsobeno vytvořením oblasti nízkého tlaku a začátkem cyklónové turbulence proudění vzduchu. Vzhledem k relativně malému vlnovitému narušení fronty (viz obr. 1.1) se tento první stupeň rozvoje cyklón nazývá vlnový stupeň.
Rýže. 1.1. Počáteční fáze vývoje cyklonu. Frontální vlna
Když se vytvoří vlnová porucha, pás mraků odpovídající frontě se rozšíří přes úsek fronty dlouhý několik set kilometrů. Expanze je obvykle pozorována směrem ke studenému vzduchu. S dalším vývojem vlny se objevuje ohyb pásu oblačnosti směrem ke studenému vzduchu. Zakřivení na vrcholu vlny je doprovázeno houstnutím mraků. Nejsilnější a na snímcích jasnější, světlejší mraky se nacházejí přímo nad vrcholem vlny, kde jsou pohyby vzduchu vzhůru nejintenzivnější. V přední části oblakové hmoty získávají vrstevní oblaka pruhovou strukturu. Pásy mraků se shodují se směrem pravého vertikálního střihu větru ve střední atmosféře. Ve studeném vzduchu, za poměrně širokým pásem frontální oblačnosti, lze někdy pozorovat jeden, dva nebo více obloukových pásů oblačnosti, jako by se opakovalo zakřivení hlavního frontálního pásu.
V teplém vzduchu v blízkosti fronty je poměrně málo oblačnosti, ale při vývoji vlny se občas objeví oblačné pásy.
Počasí v oblasti cyklonální vlny je dáno přítomností teplých a studených front v této oblasti. V pásmu teplé fronty se tvoří oblaka nimbostratus vysoké vertikální mocnosti. Největší vertikální síla těchto mraků je obvykle pozorována blízko vrcholu vlny. Horní hranice oblačnosti může dosahovat výšky 6-8 km a v některých případech se nachází i výše. Nulová izoterma se i v teplém období nachází uvnitř systému oblačnosti, v důsledku čehož je v oblasti záporných teplot v oblacích možná námraza letadla. Před teplou frontou spadají vydatné srážky v širokém pásmu (v létě, kdy se vyvíjí kupovitá oblačnost, jsou časté přeháňky), což značně zhoršuje viditelnost. V důsledku toho se v zóně vlivu teplé fronty obvykle vytvářejí obtížné meteorologické letové podmínky. Studená fronta v oblasti vlny je ve většině případů studená fronta typu 2 s typickým systémem oblačnosti a srážek popsaným v předchozí kapitole. Charakteristickým rysem fáze vlny je, že tento typ počasí je pozorován v relativně malé oblasti původně stacionární fronty.
Fáze mladého cyklonu
Tato fáze netrvá déle než 1 den, obvykle 12 hodin. Pokud je frontální vlna nestabilní, nabývá rázu mladé cyklony. Teplá fronta se v tomto případě stále více posouvá ke studené vzduchové hmotě a studená fronta pokračuje v pohybu k teplé. V této fázi vývoje se tedy v cyklóně formuje dobře definovaný teplý sektor, naplněný teplým vzduchem a oddělený od zbývající, studené části cyklóny teplými frontami vpředu a studenými frontami za nimi.
Cyklonální cirkulace v oblasti mladého cyklónu je již velmi dobře vyjádřena; v jeho centrální části je několik uzavřených izobar. Tlak ve středu mladé cyklóny je o 10-20 mb nižší, než byl na začátku jejího výskytu.
Střed mladého cyklónu se shoduje s vrcholem teplého sektoru. V této fázi jsou nejvyšší rychlosti větru pozorovány v systému cyklón. Tato fáze vývoje cyklón je charakteristická tím, že hmota mraku získává vírovou strukturu. Frontální oblačný pás se nadále deformuje. Svým zeměpisným umístěním se úsek studené fronty spolu s oblačností lomí k jihu a na vrcholu vlny se rozšiřuje na sever.
Oblačnost mladého cyklónu má pruhovou strukturu a pruhy se spirálovitě sbíhají do bodu a vytvářejí oblačný vír.
Střed mladého cyklónu se shoduje s vrcholem teplého sektoru. V této fázi jsou nejvyšší rychlosti větru pozorovány v systému cyklón.
V mladém cyklónu lze rozlišit tři zóny, které se výrazně liší povětrnostními podmínkami.
Zóna I je přední a střední část studeného sektoru cyklóny před teplou frontou. V této zóně je průběh počasí určen vlastnostmi teplé fronty. Čím blíže ke středu cyklónu a k přední linii, tím výkonnější je systém oblačnosti a tím pravděpodobněji padnou vydatné srážky.
Zóna II je zadní část studeného sektoru cyklony za studenou frontou. Zde je počasí určeno vlastnostmi studené vzduchové hmoty. Pokud je dostatečná vlhkost a výrazná nestabilita, dochází v této zóně ke srážkám.
Zóna III je teplý sektor mezi teplou a studenou frontou. V zimě je v teplém sektoru mladé cyklony pozorována souvislá oblačnost St, Sc, místy advektivní mlhy a mrholení. V létě lze v teplém sektoru cyklóny v závislosti na vlhkosti vzduchové hmoty pozorovat polojasné počasí, zataženo, někdy i bouřky. Přes den je převážně kupovitá oblačnost.
Ve fázi mladé cyklóny je nejsilnější oblačnost pozorována na vrcholu stále širokého teplého sektoru. V teplém sektoru cyklony převládá polojasné počasí. Někdy se před teplou frontou mohou objevit úzké hřebeny srovnatelně jasnějších mraků, které jsou orientovány rovnoběžně s okrajem frontální oblačnosti. Tyto hřebeny naznačují přítomnost labilnějšího vzduchu před teplou frontou, ve které se v létě může vyvinout kupovitá oblačnost. V některých případech lze víření oblačnosti v mladém cyklónu vysledovat spíše slabě. Vzhledem k tomu, že fáze mladého cyklónu netrvá dlouho, nelze tento systém oblačnosti vždy detekovat ze satelitů.
Je známo, že stadium mladé cyklóny je charakterizováno přítomností dvou nebo tří uzavřených izobar na zemském povrchu, jasně definovanou cyklonální cirkulací ve spodních vrstvách troposféry a přítomností teplého hřebene v přední části troposféry. cyklón a studený žlab vzadu.
Jedním z příznaků srážek je přítomnost rozbitých oblaků špatného počasí (nimbostratus) pod hustými oblaky altostratus nebo nimbostratus. Začátek pásma takových srážek se shoduje s počátkem pásma roztržených dešťových mraků. To lze zjistit seznámením se s meteorologickou situací pomocí synoptické mapy, kde jsou k dispozici všechny potřebné údaje.
Zvláště vážné komplikace za letu mohou být spojeny s mrznoucím deštěm, když je letadlo vystaveno intenzivní námraze. Prodloužené lety v oblacích nimbostratus také představují vážné problémy kvůli možnosti silné námrazy letadla. S přibližováním teplé fronty se tloušťka oblačnosti zvětšuje, jak postupně klesá jejich spodní hranice. Kvůli tomu se s přibližováním teplé fronty prodlužuje čas potřebný k proražení mraků a shromáždění skupiny letadel za mraky.
V létě nabývá oblačnosti teplé fronty často přeháňkového charakteru, což je spojeno se srážkami a bouřkovou činností.
Etapa maximálního rozvoje cyklónu
Ve třetím vývojovém stupni neboli stanici maximálního rozvoje dosáhne cyklóna v blízkosti zemského povrchu největší hloubky, po které se začne plnit. Délka etapy je od 12 hodin do dne. Teploty nad zadní a střední částí cyklónu klesají.
Ve fázi maximálního vývoje dochází u systému cyklónového oblaku k velmi významným a rychlým změnám struktury. Nabývá výrazného spirálovitého tvaru. V centrální části se oblačné spirály spojené s teplou a studenou frontou spojují do jediné spirály s mohutným oblačným systémem, stáčejícím se směrem ke středu vysokohorské cyklóny.
Povrchové tlakové pole v cyklonu se vyznačuje velkým počtem uzavřených izobar a výraznými tlakovými gradienty. Nastává uzavření teplé a studené fronty – okluze cyklóny. Teplý sektor cyklóny výrazně klesá.
cyklón ve fázi maximálního rozvoje cyklón: začátek okluze
Cyklón- atmosférický vír s nízkým tlakem ve středu. Větry v cyklónu na severní polokouli foukají proti směru hodinových ručiček a ve spodní vrstvě se odchylují směrem ke středu, na jižní polokouli - ve směru hodinových ručiček.
Cyklony jsou neustále a přirozeně vytvářeny rotací Země, díky Coriolisově síle. Průchod cyklónu je spojen s tvorbou těžkých mraků a srážek.
Existují dva hlavní typy cyklónů: extratropické a tropické. První se tvoří v mírných nebo polárních šířkách a mají průměr od tisíce kilometrů na počátku vývoje a až několik tisíc v případě takzvané centrální cyklóny. Posledně jmenované se tvoří v tropických zeměpisných šířkách a mají menší rozměry (stovky, zřídka více než tisíc kilometrů), ale velké tlakové gradienty a rychlosti větru dosahující rychlosti bouře. Tropické cyklóny se mohou během svého vývoje stát extratropickými.
Pod 8-10° severní a jižní šířky se cyklóny vyskytují velmi zřídka a v bezprostřední blízkosti rovníku se nevyskytují vůbec.
Cyklony vznikají nejen v atmosféře Země, ale i v atmosférách jiných planet. Například v atmosféře Jupiteru je již řadu let pozorována tzv. Velká rudá skvrna, což je zřejmě dlouhodobý cyklón. Cyklony v atmosférách jiných planet však nebyly dostatečně prozkoumány. Cyklogeneze je vznik cyklóny v mírných zeměpisných šířkách se vyskytuje na frontách.
Cyklogeneze— rozvoj nebo zesílení cyklonální cirkulace v atmosféře (nízký tlak). Toto je obecný termín pro několik různých procesů, které všechny vedou k vývoji jednoho typu cyklónu.
Existují dva hlavní typy cyklónů - extratropické a tropické. První se tvoří v mírných nebo polárních šířkách a mají průměr od tisíce kilometrů na počátku vývoje a až několik tisíc v případě takzvané centrální cyklóny. Extratropické cyklóny se tvoří jako vlny podél povětrnostních front předtím, než se tyto fronty uzavřou do okluzní fronty, která později v jejich životním cyklu tvoří studené jádro cyklóny.
Tropické cyklóny se tvoří kvůli přítomnosti velkého množství latentního tepla, což způsobuje velkou bouřkovou aktivitu a tepelná jádra. Mohou být extrémně nebezpečné. V zásadě je pro vznik tropického cyklónu potřeba povrchová teplota vody oceánu alespoň 26,5 °C v hloubce alespoň 50 m Dalším nezbytným faktorem je rychlé ochlazení vzduchu s výškou, které umožňuje uvolňování kondenzátu energie, hlavní zdroj energie tropického cyklónu. Také pro vznik tropické cyklóny je nutná vysoká vlhkost vzduchu ve spodních a středních vrstvách troposféry; pokud je ve vzduchu velké množství vlhkosti, jsou příznivé podmínky pro vznik nestability.
Základní teorie formování
Až do 20. století nebyly představy o mechanismu vzniku cyklón jasné a byly velmi zjednodušené. Ve 20. století byly vyvinuty tepelné (kondenzační), mechanické, vlnové, divergentní, advektivně-dynamické teorie vzniku cyklón, které byly ucelenější, ale nadále byly nedostatečně úplné a nezohledňovaly všechny faktory.
Nyní bylo zjištěno, že velká většina cyklón, které se vyskytují v mírných zeměpisných šířkách, jsou poruchy frontálních vln.
Frontální cyklóny (a anticyklóny) je výsledkem vzniku dynamicky nestabilních baroklinických vln na troposférické frontě. Baroklinická nestabilita je definována jako dynamická nestabilita v hlavním transportu v atmosféře spojená s přítomností meridionálního teplotního gradientu, a tedy termického větru. Atmosféra je v kvazigeostrofické rovnováze (stav pohybu, kdy horizontální složka rotační síly Země vyrovnává sílu horizontálního tlakového gradientu ve všech bodech pole, tedy v geostrofických bodech pole, což může předpokládá se ve volné atmosféře, s výjimkou rovníkových šířek) a má statickou stabilitu.
Stádium výskytu
Doba trvání fáze tvorby cyklónu trvá od prvních příznaků výskytu tlakové formace do objevení se první uzavřené izobary na mapě povrchového počasí. Proces trvá asi den. V počáteční fázi vývoje jsou cyklonální tlakové a větrné gradienty slabé, atmosférická fronta je slabě narušena. Cyklon ve své počáteční fázi je obvykle nízkotlaká formace.
Stádium mladé frontální cyklóny odpovídá deformaci předního pásu oblačnosti. V místě, kde vlna vzniká, se v přední části oblakový pás rozšiřuje směrem ke studenému vzduchu a vykazuje anticyklonální ohyb (směrem ke studenému vzduchu). Zde se v důsledku sesuvu teplého vzduchu směrem vzhůru začíná tvořit oblačný pás teplé fronty. Na severním okraji oblačnosti teplé fronty jsou patrné emise cirrů, což svědčí o aktivním procesu cyklogeneze. V zadní části vlny je cyklonální ohyb, tvoří se studená fronta.
Na rozdíl od slabě vyvinuté vlny pásy cirrů před aktivní vlnou naznačují, že se zde v horní polovině troposféry unáší teplý vzduch a vzniká tepelný hřeben. V zadní části aktivní vlny se pás oblačnosti zužuje a ohýbá směrem k teplému vzduchu. Zde se v dolní polovině troposféry šíří studený vzduch a vzniká termální koryto.
Vznikají tak spojené oblasti advekce chladu a advekce tepla, tzv. advektivní tepelný pár. Čím větší je gradient horizontální advekce v oblasti vln, tím intenzivnější cyklogeneze bude probíhat a bude se vyvíjet oblačnost. Na povrchu Země klesá atmosférický tlak, objevují se uzavřené izobary a zvyšuje se srážková zóna.
Vznik cyklóny na stacionární atmosférické frontě naznačuje, že v následujícím dni se zvýší teplotní gradienty a zesílí srážky na teplé frontě. Povětrnostní podmínky se během studené fronty výrazně nezmění.
tropická deprese. V této fázi je vznikající vír označen na mapě počasí jako oblast mírně nízkého tlaku. Počasí v těchto možných zárodcích budoucích hurikánů a tajfunů je jen o málo horší než okolní prostředí. Vítr nedosahuje velké síly a tlak klesá na pouhých 1000 hPa. Malý neškodný cyklon lze vysledovat do výšky 1,5–3 km.
tropická bouře. Vývoj tropického cyklónu může být dlouhý proces, vyžadující několik dní, ale může mít i „výbušný“ charakter, kdy se do 12 hodin objeví přesně definovaný cyklón. V těchto případech je pozorován rychlý pokles tlaku ve středu mladého cyklónu. Větry, které již dosáhly velké síly, tvoří kolem středu prstenec široký 40–50 km. V samotném centru s průměrem 20–30 km je poměrně dobré počasí s mírným větrem nebo i klidnou a slabou oblačností. Zde již při přechodu do silné tropické bouře vzniká oko bouře, jeden z úžasných jevů přírody. Ve fázi bouře lze cyklonu vysledovat do výšky 7–9 km.
Tajfun (hurikán nebo jiný místní název). Během této fáze zralého tropického cyklónu pokles centrálního tlaku a zvýšení rychlosti větru postupně ustávají. Oběhový systém se plošně rozšiřuje Tato fáze je stabilní – může trvat celý týden. Oblast bouřek a přeháněk se rozprostírá mnohem více vpravo od středu (ve směru pohybu) než vlevo. Velikost tropických cyklónů ve zralém stádiu se může značně lišit. Při nízkém tlaku ve středu (950 hPa nebo méně) nesmí poloměr cyklonu přesáhnout 100 km, ale může dosáhnout 600 km. Hluboké cyklóny v této fázi dosahují výšky 15–16 km, to znamená, že horní hranice zralé tropické cyklóny sahá do výšky tropické tropopauzy. Nad 16–18 km zůstávají stratosférické východní proudy nenarušeny.