Etapy vývoja cyklónu. Etapy vývoja cyklónov miernej šírky
V živote cyklónu existuje niekoľko fáz vývoja:
1. Počiatočná fáza cyklónu (vlnová fáza),
2. Štádium mladého cyklónu,
3. Stupeň maximálneho rozvoja cyklónu,
4. Stupeň plnenia (oklúzie) cyklónu.
Počiatočná fáza vývoja cyklónu, ktorá trvá asi deň, je charakterizovaná procesom od prvých príznakov výskytu až po objavenie sa prvej uzavretej izobary na mape počasia na povrchu. Tlakový rozdiel medzi centrom a perifériou nie je väčší ako 5-10 mb. Vo výškach nie sú víry v počiatočnom štádiu vysledovateľné.
V druhej fáze vývoja, ktorá tiež zvyčajne netrvá dlhšie ako jeden deň, majú cyklóny už aspoň 2 uzavreté izobary. Termobarické pole sa deformuje, cyklón sa prehlbuje a mení sa na silný atmosférický vír s výraznými rýchlosťami vetra. Cyklónová cirkulácia zasahuje do vyšších vrstiev atmosféry.
Tretí stupeň je charakterizovaný najnižším tlakom v strede cyklónu. Trvanie fázy nie je dlhšie ako 12-24 hodín.
V poslednej fáze je cyklón naplnený. Na povrchu Zeme v strede cyklónu sa zvyšuje tlak. Horizontálne gradienty tlaku a rýchlosti vetra postupne klesajú. Táto fáza je najdlhšia - 4 dni alebo viac.
Praktické skúsenosti prognostika ukazujú, že najpriaznivejšie podmienky pre rozvoj cyklóny sú, keď sa jej povrchový stred nachádza pod prednou časťou vysokohorského tlakového žľabu v AT500, za prítomnosti významných horizontálnych geopotenciálnych gradientov (vysoko- výšková frontálna zóna). Zosilňujúcim efektom je divergencia izohyps s ich cyklónovým zakrivením izohyps, ktoré sa pozdĺž toku zmenšuje. Tu dochádza k riedeniu vzduchových hmôt, čo spôsobuje dynamický pokles tlaku.
So zvýšením teploty v nadložnej vrstve atmosféry, t.j. Keď je teplo advekciou, tlak v blízkosti Zeme klesá. Najväčšia advekcia tepla sa zvyčajne vyskytuje v prednej časti cyklónov, kde dochádza k advektívnemu poklesu tlaku a kde sa vytvára oblasť pohybu vzduchu nahor. Najväčšia studená advekcia je pozorovaná za studeným frontom v zadnej časti cyklónu, advektívnym zvýšením tlaku a tam, kde sa vytvára oblasť pohybu vzduchu smerom nadol.
Advekcia (z lat. advectio doručovanie) v meteorológii je pohyb vzduchu v horizontálnom smere a s ním odovzdávanie jeho vlastností: teploty, vlhkosti a iných.
Počiatočná fáza cyklónu (vlnová fáza)
Trvanie počiatočnej fázy cyklónu od prvých príznakov tlakovej formácie po objavenie sa prvej uzavretej izobary na mape počasia na povrchu je približne jeden deň. Keď sa vpredu objaví vlna, v prednej časti (v smere pohybu) nadobudne predok charakter teplého a v zadnej časti charakter studeného. Ak je vlna nestabilná, následne sa vyvinie do cyklónu, je to spôsobené vytvorením oblasti nízkeho tlaku a začiatkom cyklónovej turbulencie prúdenia vzduchu. Vzhľadom na relatívne malú vlnovú poruchu frontu (pozri obr. 1.1) sa tento prvý stupeň vývoja cyklóny nazýva vlnový stupeň.
Ryža. 1.1.
Keď sa vytvorí vlnová porucha, oblakový pás zodpovedajúci frontu sa roztiahne na úseku frontu dlhom niekoľko stoviek kilometrov. Expanzia sa zvyčajne pozoruje smerom k studenému vzduchu. S ďalším vývojom vlny sa objavuje ohyb pásu oblačnosti smerom k studenému vzduchu. Zakrivenie na vrchole vlny je sprevádzané zahusťovaním oblačnosti. Najsilnejšie a na obrázkoch jasnejšie svetlejšie oblaky sa nachádzajú priamo nad vrcholom vlny, kde sú pohyby vzduchu smerom nahor najintenzívnejšie. V prednej časti oblakovej hmoty nadobúdajú vrstvené oblaky pásovú štruktúru. Pásy mrakov sa zhodujú so smerom pravého vertikálneho strihu vetra v strednej atmosfére. V studenom vzduchu za pomerne širokým pásom frontálnej oblačnosti možno niekedy pozorovať jeden, dva alebo niekoľko oblúkových pásov oblačnosti, akoby sa opakovalo zakrivenie hlavného frontálneho pásu V teplom vzduchu pri fronte je oblačnosti pomerne málo , ale keď dôjde k vlne, niekedy sa objavia oblačné pásy.
Počasie v oblasti cyklónovej vlny je determinované prítomnosťou teplého a studeného frontu v tejto oblasti. V pásme teplého frontu sa tvoria oblaky nimbostratus vysokej vertikálnej hrúbky. Najväčšia vertikálna sila týchto oblakov sa zvyčajne pozoruje v blízkosti vrcholu vlny. Horná hranica oblačnosti môže dosahovať výšku 6-8 km, v niektorých prípadoch sa nachádza aj vyššie. Nulová izoterma sa aj v teplom období nachádza vo vnútri oblačného systému, v dôsledku čoho je v oblasti záporných teplôt v oblakoch možná námraza lietadla. Pred teplým frontom padajú výdatné zrážky v širokom pásme (v lete, keď sa vyvíja kupovitá oblačnosť, sú bežné prehánky), čo značne zhoršuje viditeľnosť. V dôsledku toho sa v zóne vplyvu teplého frontu zvyčajne vytvárajú ťažké meteorologické letové podmienky. Studený front v oblasti vlny je vo väčšine prípadov studený front 2. typu so systémom oblačnosti a zrážok typickým pre tento front, popísaným v predchádzajúcej kapitole počasie sa pozoruje na relatívne malej ploche pôvodne stacionárneho frontu.
Atmosférické poruchy v extratropických šírkach - cyklóny a anticyklóny - sa vyskytujú prevažne na hlavných atmosférických frontoch, teda na frontoch medzi polárnym (miernym) a tropickým vzduchom alebo medzi arktickým a polárnym vzduchom.
Len malá časť slabo vyvinutých a neaktívnych vírov vzniká pod priamym tepelným vplyvom PP.
Výskyt obrovských vĺn s dĺžkou rádovo 1000 km a viac na povrchu hlavných frontov môže viesť k teplotnej a veternej prietrži na fronte a vychyľovacia sila rotácie Zeme pôsobiaca na prúdenie vzduchu prispieva k vznikom mezoškálových vírov – cyklónov a anticyklón. V tomto prípade čelný povrch a predná línia na povrchu Zeme zažívajú vlnové deformácie. V niektorých oblastiach (v hrebeňoch vĺn) sa front odchyľuje k nízkym zemepisným šírkam av iných (v údoliach frontálnych vĺn) - k vysokým zemepisným šírkam. Súčasne vzdušné prúdenie stráca pásmový charakter a objavujú sa jazyky studeného a teplého vzduchu - úseky studeného a teplého frontu. V údoliach frontálnych vĺn sa rozvíjajú cyklonálne pohyby a vznikajú tlakové níže - cyklóny. Centrálne časti cyklónov sú umiestnené priamo vpredu a predná časť tak prechádza cez vnútorné oblasti cyklónov. V prednej časti cyklóny sa front posúva do vysokých zemepisných šírok a má charakter teplého frontu. V zadnej časti cyklóny sa front presúva do nízkych zemepisných šírok a má charakter studeného frontu. Obaja sú zároveň úsekmi toho istého hlavného frontu. Systémy oblačnosti a zrážok charakteristické pre fronty vznikajú a rozvíjajú sa v zodpovedajúcich úsekoch bývalého pomaly sa pohybujúceho stacionárneho frontu (obr. 28).
Studený front v prehlbujúcej sa cyklóne postupuje rýchlejšie ako teplý. Rýchlosť pohybu studeného frontu je približne 0,8 rýchlosti geostrofického vetra a rýchlosť pohybu teplého frontu nie je väčšia ako 0,65 jeho veľkosti. V dôsledku tohto nesúladu po prvé profil vlnitého ohybu čelných plôch nebude symetrický: teplý a studený front majú konvexnosť v jednom smere a po druhé, so zvyšujúcou sa amplitúdou rušenia bude teplý sektor cyklóna sa neustále zužuje, keďže studený front postupne dobieha teplo
Ryža. 28. Etapy vývoja extratropického cyklónu;
a - pomaly sa pohybujúci front na mape povrchového počasia; b - vlnové poruchy na pomaly sa pohybujúcom fronte; c - vznik cyklónu na stacionárnom pomaly sa pohybujúcom fronte; g - mladý cyklón
ly. V momente uzavretia frontov sa centrálna časť cyklóny pri zemskom povrchu vyplní studeným vzduchom a teplý vzduch sa tlačí do vyšších vrstiev.
Ide o tretie štádium vývoja cyklónu – štádium oklúzie. Štádium mladej cyklóny, trvajúce v priemere 12-24 hodín, pokračuje dovtedy, kým teplý vzduch zostane v strede cyklónu pri zemskom povrchu.
Štádium oklúzie cyklónu je štádium maximálneho rozvoja: po jeho nástupe rýchlosť vetra v cyklóne dosiahne svoju maximálnu hodnotu. V tomto čase je na spodnom povrchu v cyklóne pozorovaný najnižší tlak a cyklón sa stáva vysokou, studenou barickou formáciou. Následne začína posledná (štvrtá) etapa vývoja cyklónu - fáza napĺňania: zvyšuje sa atmosférický tlak, znižuje sa rýchlosť vetra a porucha postupne doznieva.
Uvažovaný model vývoja extratropických cyklónov je typický, ale nie nutný vo všetkých prípadoch. Vznik cyklónov je možný nielen na stacionárnych, ale aj na pomaly sa pohybujúcich studených a niekedy aj teplých frontoch. Okrem toho po začiatku oklúzie nemusí nevyhnutne nasledovať cyklónový plniaci stupeň. Ak po oklúzii zostane v cyklóne určitá sekundárna tepelná asymetria v dôsledku rozdielu teplôt studeného vzduchu pred a za frontom oklúzie, potom sa cyklóna môže po oklúzii ďalej prehlbovať. Toto je bežné najmä vtedy, keď je studený vzduch v zadnej časti cyklónu teplejší ako v prednej časti cyklónu.
Najhlbšie extratropické (frontálne) cyklóny s búrlivými vetrami sa vyskytujú v prípadoch, keď sa na procese cyklogenézy podieľajú vzduchové hmoty troch hlavných typov: tropická, polárna a arktická.
Napríklad, ak je stred mladého cyklónu, ktorý vznikol na polárnom fronte, blízko arktického frontu, potom arktický vzduch vstupuje do oblasti cyklónu a zvyšuje jej tepelný kontrast. V tomto prípade sa cyklóny vyznačujú špeciálnou hĺbkou, veľkými tlakovými gradientmi a zodpovedajúcimi rýchlosťami vetra. Takéto cyklóny najčastejšie vznikajú v období jeseň-zima nad severným Atlantikom.
S procesom cyklogenézy úzko súvisí aj mechanizmus vývoja anticyklón. V podstate ide o jediný proces spojený s dlhými vlnami na stacionárnom fronte.
Anticyklóny vznikajú v hrebeňoch ultra dlhých atmosférických vĺn na sedavom fronte. Analýza synoptických situácií ukazuje, že stredné anticyklóny vznikajú v studenej vzduchovej hmote za studeným frontom poslednej cyklóny v rade. V centrálnych častiach anticyklón nemôžu atmosférické fronty prejsť, hoci v nich zostáva určitá teplotná asymetria. Na periférii anticyklón môžu prechádzať línie atmosférických frontov.
Anticyklóny v procese svojho vývoja prechádzajú tromi fázami: vznikom, maximálnym vývojom a zničením. V pruhu 66
Ryža. 29. Etapy vývoja tlakovej výše:
a - generačná fáza; b - štádium maximálneho rozvoja
V prvej fáze svojho vývoja sú anticyklóny nízkotlakové útvary vo forme hrebeňov bez uzavretých izobár. Advektívne zvýšenie tlaku je spôsobené vstupom studeného vzduchu pred os hrebeňa (obr. 29, a). V štádiu maximálneho vývoja majú anticyklóny niekoľko uzavretých izobár (obr. 29, b).
Konečná fáza anticyklón (štádium deštrukcie) sa vyznačuje tepelnou symetriou: anticyklóna sa stáva formáciou vysokého tlaku.
Anticyklóny zaberajú obrovské oblasti kontinentov alebo oceánov (3000-4000 km v priemere). Obzvlášť silné anticyklóny vznikajú v zime nad kontinentmi av lete v subtropických oblastiach Tichého a Atlantického oceánu. Vo väčšine prípadov je tlak v strede tlakovej výše nad povrchom 1020-1030 hPa. Centrálne oblasti anticyklón sa vyznačujú malými tlakovými gradientmi. Smerom k periférii stúpajú stúpania a následne aj rýchlosť vetra. Najvyššia rýchlosť vetra sa najčastejšie pozoruje na severovýchodnom a východnom okraji anticyklón, najnižšia - na západe.
Anticyklóny sa pohybujú najmä zo západu na východ nižšou rýchlosťou ako cyklóny. Priemerná rýchlosť tlakových výšok je 25-30 km/h, ale môže dosiahnuť aj vyššie hodnoty (50-80 km/h). S rozvojom anticyklón sa rýchlosť ich pohybu znižuje a stávajú sa neaktívnymi tlakovými útvarmi. Frekvencia anticyklón v teplej polovici roka nad oceánmi je väčšia ako v studenej polovici.
Uvažované schémy vzniku a vývoja cyklónov a anticyklónov odrážajú len ich hlavné črty. V reálnych podmienkach môžu existovať významné odchýlky od týchto schém. Nie je nutné, aby cyklón prešiel všetkými štyrmi vývojovými štádiami. Jeho počiatočné štádium – štádium frontálnej vlny – môže prebiehať na pomaly sa pohybujúcich studených a niekedy aj teplých frontoch. V dôsledku sekundárnej tepelnej asymetrie môžu nastať rozdiely aj v poslednom štádiu vývoja cyklóny, kedy sa cyklóna môže prehĺbiť aj po oklúzii v dôsledku rozdielu teplôt studeného vzduchu pred a za frontom oklúzie. Stáva sa to najmä v prípadoch, keď je studený vzduch v zadnej časti cyklónu teplejší ako v jej prednej časti.
Prehĺbenie cyklónov (často až 950-960 hPa) v dôsledku sekundárnej tepelnej asymetrie vedie k zvýšeniu životnosti cyklónu.
Obzvlášť hlboké cyklóny s búrlivým vetrom vznikajú v prípadoch, keď sa na procese tvorby cyklónov podieľajú vzduchové hmoty troch hlavných typov: TV, PV (HC) a AV. Takéto cyklóny najčastejšie vznikajú v chladnom počasí nad severným Atlantikom a severovýchodným Tichým oceánom.
Hotové odpovede na skúšku, cheat sheets a ďalšie vzdelávacie materiály si môžete stiahnuť vo formáte Word na
Použite vyhľadávací formulár
Etapy vývoja cyklónov a anticyklónov.
relevantné vedecké zdroje:
- Ľudská anatómia, fyziológia, patológia. Odpovede na skúšobné otázky
| Odpovede na test/skúšku| 2017 | docx | 1,49 MB
1. Predmet štúdia anatómie, fyziológie a patológie človeka. Ich prepojenie s pedagogikou, psychológiou, neuropatológiou a inými odbormi. Úloha vedomostí z anatómie, fyziológie a patológie človeka pre
- Odpovede na patologickú anatómiu
| Odpovede na test/skúšku| 2016 | docx | 1,44 MB
ODPOVEDE Predmet anatómia, fyziológia a patológia človeka Anatómia človeka Vzťah k iným odborom a význam pre učiteľov-defektológov. 2. Ontogenéza Základné zákonitosti rastu a
- Patologická anatómia
| Odpovede na test/skúšku| 2016 | docx | 0,36 MB
1. Patologická anatómia Úlohy patologickej anatómie: Úlohy praktickej patologickej anatómie: Metódy štúdia patologickej anatómie: Metódy štúdia patologickej anatómie
- Odpovede na skúšku z patologickej fyziológie
| Odpovede na test/skúšku| 2016 | docx | 0,85 MB
VYŠETROVACIE OTÁZKY 1. Predmet a ciele patologickej fyziológie. Jeho miesto v systéme vysokoškolského vzdelávania lekárov. Patofyziológia ako teoretický základ klinickej medicíny. 2.
4. Stupeň plnenia (oklúzie) cyklónu.
Počiatočná fáza vývoja cyklónu, ktorá trvá asi deň, je charakterizovaná procesom od prvých príznakov výskytu až po objavenie sa prvej uzavretej izobary na mape počasia na povrchu. Tlakový rozdiel medzi centrom a perifériou nie je väčší ako 5-10 mb. Vo výškach nie sú víry v počiatočnom štádiu vysledovateľné.
V druhej fáze vývoja, ktorá tiež zvyčajne netrvá dlhšie ako jeden deň, majú cyklóny už aspoň 2 uzavreté izobary. Termobarické pole sa deformuje, cyklón sa prehlbuje a mení sa na silný atmosférický vír s výraznými rýchlosťami vetra. Cyklónová cirkulácia zasahuje do vyšších vrstiev atmosféry.
Tretí stupeň je charakterizovaný najnižším tlakom v strede cyklónu. Trvanie fázy nie je dlhšie ako 12-24 hodín.
V poslednej fáze je cyklón naplnený. Na povrchu Zeme v strede cyklónu sa zvyšuje tlak. Horizontálne gradienty tlaku a rýchlosti vetra postupne klesajú. Táto fáza je najdlhšia - 4 dni alebo viac.
Praktické skúsenosti prognostika ukazujú, že najpriaznivejšie podmienky pre rozvoj cyklóny sú, keď sa jej povrchový stred nachádza pod prednou časťou vysokohorského tlakového žľabu v AT500, za prítomnosti významných horizontálnych geopotenciálnych gradientov (vysoko- výšková frontálna zóna). Zosilňujúcim efektom je divergencia izohyps s ich cyklónovým zakrivením izohyps, ktoré sa pozdĺž toku zmenšuje. Tu dochádza k riedeniu vzduchových hmôt, čo spôsobuje dynamický pokles tlaku.
So zvýšením teploty v nadložnej vrstve atmosféry, t.j. Keď je teplo advekciou, tlak v blízkosti Zeme klesá. Najväčšia advekcia tepla sa zvyčajne vyskytuje v prednej časti cyklónov, kde dochádza k advektívnemu poklesu tlaku a kde sa vytvára oblasť pohybu vzduchu nahor. Najväčšia studená advekcia je pozorovaná za studeným frontom v zadnej časti cyklónu, advektívnym zvýšením tlaku a tam, kde sa vytvára oblasť pohybu vzduchu smerom nadol.
Advekcia (z lat. advectio doručovanie) v meteorológii je pohyb vzduchu v horizontálnom smere a s ním odovzdávanie jeho vlastností: teploty, vlhkosti a iných.
Počiatočná fáza cyklónu (vlnová fáza)
Trvanie počiatočnej fázy cyklónu od prvých príznakov tlakovej formácie po objavenie sa prvej uzavretej izobary na mape počasia na povrchu je približne jeden deň. Keď sa vpredu objaví vlna, v prednej časti (v smere pohybu) nadobudne predok charakter teplého a v zadnej časti charakter studeného. Ak je vlna nestabilná, následne sa vyvinie do cyklónu, je to spôsobené vytvorením oblasti nízkeho tlaku a začiatkom cyklónovej turbulencie prúdenia vzduchu. Vzhľadom na relatívne malú vlnovú poruchu frontu (pozri obr. 1.1) sa tento prvý stupeň vývoja cyklóny nazýva vlnový stupeň.
Ryža. 1.1. Počiatočná fáza vývoja cyklónu. Čelná vlna
Keď sa vytvorí vlnová porucha, oblakový pás zodpovedajúci frontu sa roztiahne na úseku frontu dlhom niekoľko stoviek kilometrov. Expanzia sa zvyčajne pozoruje smerom k studenému vzduchu. S ďalším vývojom vlny sa objavuje ohyb pásu oblačnosti smerom k studenému vzduchu. Zakrivenie na vrchole vlny je sprevádzané zahusťovaním oblačnosti. Najsilnejšie a na obrázkoch jasnejšie svetlejšie oblaky sa nachádzajú priamo nad vrcholom vlny, kde sú pohyby vzduchu smerom nahor najintenzívnejšie. V prednej časti oblakovej hmoty nadobúdajú vrstvené oblaky pásovú štruktúru. Pásy mrakov sa zhodujú so smerom pravého vertikálneho strihu vetra v strednej atmosfére. V studenom vzduchu za pomerne širokým pásom frontálnej oblačnosti možno niekedy pozorovať jeden, dva alebo niekoľko oblúkových pásov oblačnosti, ktoré akoby opakovali zakrivenie hlavného frontálneho pásu.
V teplom vzduchu v blízkosti frontu je pomerne málo oblačnosti, no pri vývoji vlny sa občas objavia oblačné pásy.
Počasie v oblasti cyklónovej vlny je determinované prítomnosťou teplého a studeného frontu v tejto oblasti. V pásme teplého frontu sa tvoria oblaky nimbostratus vysokej vertikálnej hrúbky. Najväčšia vertikálna sila týchto oblakov sa zvyčajne pozoruje v blízkosti vrcholu vlny. Horná hranica oblačnosti môže dosahovať výšku 6-8 km a v niektorých prípadoch sa nachádza aj vyššie. Nulová izoterma sa aj v teplom období nachádza vo vnútri oblačného systému, v dôsledku čoho je v oblasti záporných teplôt v oblakoch možná námraza lietadla. Pred teplým frontom padajú výdatné zrážky v širokom pásme (v lete, keď sa vyvíja kupovitá oblačnosť, sú bežné prehánky), čo značne zhoršuje viditeľnosť. V dôsledku toho sa v zóne vplyvu teplého frontu zvyčajne vytvárajú ťažké meteorologické letové podmienky. Studený front v oblasti vlny je vo väčšine prípadov studený front typu 2 s typickou oblačnosťou a zrážkovým systémom opísaným v predchádzajúcej kapitole. Charakteristickým znakom štádia vĺn je, že tento typ počasia sa pozoruje na relatívne malej ploche pôvodne stacionárneho frontu.
Štádium mladého cyklónu
Toto štádium netrvá dlhšie ako 1 deň, zvyčajne 12 hodín. Ak je frontálna vlna nestabilná, nadobúda charakter mladého cyklónu. Teplý front sa v tomto prípade čoraz viac posúva k studenej vzduchovej hmote a studený front pokračuje k teplému. V tomto štádiu vývoja sa teda v cyklóne formuje dobre definovaný teplý sektor naplnený teplým vzduchom a oddelený od ostatnej, studenej časti cyklóny teplými frontami vpredu a studenými frontami za nimi.
Cyklónová cirkulácia v oblasti mladého cyklónu je už veľmi dobre vyjadrená; v jeho centrálnej časti sa nachádza niekoľko uzavretých izobár. Tlak v strede mladej cyklóny je o 10-20 mb nižší ako na začiatku jej výskytu.
Stred mladého cyklónu sa zhoduje s vrcholom teplého sektora. V tomto štádiu sú najvyššie rýchlosti vetra pozorované v systéme cyklónov. Toto štádium vývoja cyklónu je charakteristické tým, že oblaková hmota nadobúda vírovú štruktúru. Frontálny oblakový pás sa naďalej deformuje. Úsek studeného frontu sa svojou zemepisnou polohou spolu s oblačným systémom ohýba na juh a na vrchole vlny sa rozprestiera na sever.
Oblačnosť mladého cyklónu má pásovú štruktúru a pásy sa špirálovito zbiehajú do bodu a vytvárajú oblačný vír.
Stred mladého cyklónu sa zhoduje s vrcholom teplého sektora. V tomto štádiu sú najvyššie rýchlosti vetra pozorované v systéme cyklónov.
V mladom cyklóne možno rozlíšiť tri zóny, ktoré sa výrazne líšia v poveternostných podmienkach.
Zóna I je predná a centrálna časť studeného sektora cyklóny pred teplým frontom. V tejto zóne je charakter počasia určený vlastnosťami teplého frontu. Čím bližšie k stredu cyklónu a k prednej línii, tým výkonnejší je systém oblakov a tým pravdepodobnejšie padnú výdatné zrážky.
Zóna II je zadná časť studeného sektora cyklóny za studeným frontom. Tu počasie určujú vlastnosti studenej vzduchovej hmoty. Ak je dostatočná vlhkosť a výrazná nestabilita, dochádza v tejto zóne k zrážkam.
Zóna III je teplý sektor medzi teplým a studeným frontom. V zime sa v teplom sektore mladého cyklónu pozoruje súvislá oblačnosť St, Sc, miestami advektívne hmly a mrholenie. V lete možno v teplom sektore cyklóny v závislosti od vlhkosti vzduchovej hmoty pozorovať polooblačné počasie, zamračené počasie, miestami aj búrky. Cez deň je prevažne kopovitá oblačnosť.
V štádiu mladej cyklóny je najväčšia oblačnosť pozorovaná na vrchole stále širokého teplého sektora. V teplom sektore cyklóny prevláda polooblačné počasie. Niekedy sa pred teplým frontom môžu objaviť úzke hrebene porovnateľne jasnejších oblakov, ktoré sú orientované rovnobežne s okrajom frontálneho oblaku. Tieto hrebene naznačujú prítomnosť nestabilnejšieho vzduchu pred teplým frontom, v ktorom sa v lete môže vyvinúť kopovitá oblačnosť. V niektorých prípadoch sa dá vírenie oblakov v mladom cyklóne vysledovať dosť slabo. Keďže štádium mladého cyklónu netrvá dlho, tento oblačný systém nie je vždy možné zo satelitov zistiť.
Je známe, že štádium mladej cyklóny je charakterizované prítomnosťou dvoch alebo troch uzavretých izobár na zemskom povrchu, jasne definovanou cyklonickou cirkuláciou v spodných vrstvách troposféry a prítomnosťou teplého hrebeňa v prednej časti Zeme. cyklón a studený žľab v zadnej časti.
Jedným znakom zrážok je prítomnosť rozbitých oblakov zlého počasia (nimbostratus) pod hustými oblakmi altostratus alebo nimbostratus. Začiatok pásma takýchto zrážok sa zhoduje so začiatkom pásma roztrhaných dažďových mrakov. Dá sa to zistiť oboznámením sa s meteorologickou situáciou pomocou prehľadnej mapy, kde sú k dispozícii všetky potrebné údaje.
Obzvlášť vážne komplikácie počas letu môžu byť spojené s mrznúcim dažďom, keď je lietadlo vystavené intenzívnej námraze. Dlhý let v oblakoch nimbostratus tiež predstavuje vážne problémy kvôli možnosti silnej námrazy lietadla. S približujúcim sa teplým frontom sa hrúbka oblačnosti zväčšuje, ako postupne klesá ich spodná hranica. Z tohto dôvodu sa s približujúcim sa teplým frontom zvyšuje čas potrebný na prerazenie oblakov a zhromaždenie skupiny lietadiel za oblakmi.
Oblačnosť teplého frontu v lete často nadobudne daždivý charakter, ktorý je spojený so zrážkami a búrkovou činnosťou.
Štádium maximálneho rozvoja cyklónu
V tretej vývojovej fáze alebo stanici maximálneho rozvoja dosiahne cyklón pri povrchu Zeme najväčšiu hĺbku, po ktorej sa začne napĺňať. Trvanie etapy je od 12 hodín do dňa. Teploty v zadnej a centrálnej časti cyklónu klesajú.
V štádiu maximálneho vývoja dochádza pri systéme cyklónového oblaku k veľmi významným a rýchlym zmenám v štruktúre. Nadobudne výrazný špirálovitý tvar. V centrálnej časti sa oblačné špirály spojené s teplým a studeným frontom spájajú do jedinej špirály s mohutným oblačným systémom, stáčajúcim sa smerom k stredu vysokohorskej cyklóny.
Povrchové tlakové pole v cyklóne sa vyznačuje veľkým počtom uzavretých izobár a výraznými tlakovými gradientmi. Nastáva uzavretie teplého a studeného frontu – oklúzia cyklónu. Teplý sektor cyklóny výrazne klesá.
cyklón v štádiu maximálneho rozvoja cyklón: začiatok oklúzie
Cyklón- atmosférický vír s nízkym tlakom v strede. Vetry v cyklóne na severnej pologuli fúkajú proti smeru hodinových ručičiek a v spodnej vrstve sa odchyľujú k stredu, na južnej pologuli - v smere hodinových ručičiek.
Cyklóny neustále a prirodzene vznikajú rotáciou Zeme, vďaka Coriolisovej sile. Prechod cyklónu je spojený s tvorbou veľkej oblačnosti a zrážok.
Existujú dva hlavné typy cyklónov - extratropické a tropické. Prvé vznikajú v miernych alebo polárnych zemepisných šírkach a na začiatku vývoja majú priemer od tisíc kilometrov, v prípade takzvanej centrálnej cyklóny až po niekoľko tisíc. Posledne menované vznikajú v tropických zemepisných šírkach a majú menšie rozmery (stovky, zriedka viac ako tisíc kilometrov), no veľké tlakové gradienty a rýchlosti vetra dosahujúce rýchlosť búrok. Tropické cyklóny sa môžu počas svojho vývoja stať extratropickými.
Pod 8-10 ° severnej a južnej zemepisnej šírky sa cyklóny vyskytujú veľmi zriedka a v bezprostrednej blízkosti rovníka sa nevyskytujú vôbec.
Cyklóny vznikajú nielen v atmosfére Zeme, ale aj v atmosfére iných planét. Napríklad v atmosfére Jupitera je už mnoho rokov pozorovaná takzvaná Veľká červená škvrna, ktorá je zjavne dlhotrvajúcim cyklónom. Cyklóny v atmosfére iných planét však neboli dostatočne prebádané. Cyklogenéza je vznik cyklónu v miernych zemepisných šírkach sa vyskytuje na frontoch.
Cyklogenéza— rozvoj alebo zintenzívnenie cyklónovej cirkulácie v atmosfére (oblasť nízkeho tlaku vzduchu). Toto je všeobecný pojem pre niekoľko rôznych procesov, ktoré všetky vedú k vývoju jedného typu cyklónu.
Existujú dva hlavné typy cyklónov - extratropické a tropické. Prvé vznikajú v miernych alebo polárnych zemepisných šírkach a na začiatku vývoja majú priemer od tisíc kilometrov, v prípade takzvanej centrálnej cyklóny až po niekoľko tisíc. Extratropické cyklóny sa formujú ako vlny pozdĺž poveternostných frontov predtým, ako sa tieto fronty zatvoria do oklúzneho frontu, ktorý neskôr tvorí studené jadro cyklónu v ich životnom cykle.
Tropické cyklóny vznikajú v dôsledku prítomnosti veľkého množstva latentného tepla, čo spôsobuje veľkú búrkovú aktivitu a tepelné jadrá. Môžu byť mimoriadne nebezpečné. V podstate na vznik tropického cyklónu je potrebná teplota vody na povrchu oceánu aspoň 26,5 °C v hĺbke aspoň 50 m Ďalším nevyhnutným faktorom je rýchle ochladenie vzduchu s výškou, čo umožňuje uvoľnenie kondenzátu energie, hlavného zdroja energie tropického cyklónu. Taktiež pre vznik tropického cyklónu je potrebná vysoká vlhkosť vzduchu v nižších a stredných vrstvách troposféry; za predpokladu, že je vo vzduchu veľké množstvo vlhkosti, sú priaznivé podmienky pre vznik nestability.
Základné teórie formovania
Až do 20. storočia neboli predstavy o mechanizme vzniku cyklónov jasné a boli veľmi zjednodušené. V 20. storočí boli vypracované tepelné (kondenzačné), mechanické, vlnové, divergentné, advektívno-dynamické teórie vzniku cyklónov, ktoré boli úplnejšie, no naďalej boli nedostatočne úplné a nezohľadňovali všetky faktory.
Teraz sa zistilo, že prevažná väčšina cyklónov, ktoré sa vyskytujú v miernych zemepisných šírkach, sú poruchy frontálnych vĺn.
Frontálne cyklóny (a anticyklóny) je výsledkom vzniku dynamicky nestabilných baroklinických vĺn na fronte troposféry. Baroklinická nestabilita je definovaná ako dynamická nestabilita v hlavnom transporte v atmosfére, spojená s prítomnosťou meridionálneho teplotného gradientu, a teda termického vetra. Atmosféra je v kvázi geostrofickej rovnováhe (stav pohybu, v ktorom horizontálna zložka sily rotácie Zeme vyrovnáva silu horizontálneho tlakového gradientu vo všetkých bodoch poľa, teda v geostrofických bodoch poľa, čo môže predpokladať vo voľnej atmosfére, s výnimkou rovníkových šírok) a má statickú stabilitu.
Štádium výskytu
Trvanie štádia tvorby cyklónu trvá od prvých príznakov objavenia sa tlakovej výše až po objavenie sa prvej uzavretej izobary na mape povrchového počasia. Proces trvá asi deň. V počiatočnom štádiu vývoja sú cyklónové tlakové a veterné gradienty slabé, atmosférický front je slabo narušený. Cyklón v počiatočnom štádiu je zvyčajne nízkotlaková formácia.
Štádium mladej frontálnej cyklóny zodpovedá deformácii predného oblačného pásma. V mieste, kde vlna vzniká, sa v prednej časti oblakový pás rozširuje smerom k studenému vzduchu a vykazuje anticyklonálny ohyb (smerom k studenému vzduchu). Tu sa v dôsledku zosuvu teplého vzduchu smerom nahor začína vytvárať oblačnosť teplého frontu. Na severnom okraji oblačnosti teplého frontu sú viditeľné emisie cirrusových oblakov, čo svedčí o aktívnom procese cyklogenézy. V zadnej časti vlny je cyklonálny ohyb, tvorí sa studený front.
Na rozdiel od slabo vyvinutej vlny pásy cirrusových oblakov pred aktívnou vlnou naznačujú, že sa tu v hornej polovici troposféry unáša teplý vzduch a vytvára sa termálny hrebeň. V zadnej časti aktívnej vlny sa pás oblačnosti zužuje a ohýba smerom k teplému vzduchu. Tu sa v dolnej polovici troposféry šíri studený vzduch a vzniká termálny žľab.
Vznikajú tak spojené oblasti advekcie chladu a advekcie tepla, takzvaný advektívny tepelný pár. Čím väčší je gradient horizontálnej advekcie v oblasti vĺn, tým intenzívnejšia cyklogenéza bude prebiehať a bude sa vyvíjať oblačnosť. Na povrchu Zeme klesá atmosférický tlak, vznikajú uzavreté izobary a zväčšuje sa zrážková zóna.
Vznik cyklóny na stacionárnom atmosferickom fronte naznačuje, že v nasledujúci deň sa budú stupňovať teplotné gradienty a zosilnieť zrážky na teplom fronte. Počas studeného frontu sa poveternostné podmienky výrazne meniť nebudú.
tropická depresia. V tomto štádiu je vznikajúci vír označený na mape počasia ako oblasť mierne nízkeho tlaku. Počasie v týchto možných zárodkoch budúcich hurikánov a tajfúnov je len o niečo horšie ako okolité prostredie. Vietor nedosahuje veľkú silu a tlak klesá len na 1000 hPa. Malý neškodný cyklón možno vysledovať do nadmorskej výšky 1,5–3 km.
tropická búrka. Vývoj tropického cyklónu môže byť dlhý proces, vyžadujúci si niekoľko dní, ale môže mať aj „výbušný“ charakter, kedy sa do 12 hodín objaví presne definovaný cyklón. V týchto prípadoch sa v strede mladého cyklónu pozoruje rýchly pokles tlaku. Vetry, ktoré už dosiahli veľkú silu, tvoria okolo stredu prstenec široký 40–50 km. V samom strede s priemerom 20–30 km je relatívne dobré počasie so slabým vetrom alebo dokonca pokojnou a slabou oblačnosťou. Tu už pri prechode do silnej tropickej búrky vzniká oko búrky, jeden z úžasných úkazov prírody. V štádiu búrky možno cyklón vysledovať do výšky 7–9 km.
Tajfún (hurikán alebo iný miestny názov). Počas tohto štádia zrelého tropického cyklónu postupne ustáva pokles centrálneho tlaku a zvyšovanie rýchlosti vetra. Obehový systém sa plošne rozširuje Táto fáza je stabilná - môže trvať celý týždeň. Oblasť búrok a prehánok sa rozprestiera oveľa viac vpravo od stredu (v smere pohybu) ako vľavo. Veľkosť tropických cyklónov v štádiu zrelosti sa môže značne líšiť. Pri nízkom tlaku v strede (950 hPa alebo menej) nesmie polomer cyklónu presiahnuť 100 km, ale môže dosiahnuť 600 km. Hlboké cyklóny v tomto štádiu dosahujú výšku 15–16 km, t.j. horná hranica zrelého tropického cyklónu siaha do výšky tropickej tropopauzy. Nad 16–18 km zostávajú stratosférické východné prúdy nenarušené.