Что такое атмосферный вихрь с повышенным давлением в центре

Борьба тёплых и холодных течений, стремящихся вы­равнять разность температур между севером и югом, происходит с переменным успехом. То тёплые массы берут перевес и проникают в виде тёплого языка далеко к северу, иногда до Гренландии, Новой Земли и даже до Земли Франца Иосифа; то массы арктического воздуха в виде гигантской «капли» прорываются на юг и, сметая на своём пути тёплый воздух, обрушиваются на Крым и республики Средней Азии. Особенно резко выражена эта борьба зимой, когда разность температур между севером и югом возрастает. На синоптических картах северного полушария всегда можно видеть несколько языков тёп­лого и холодного воздуха, проникающих на различную глубину к северу и к югу (найдите их на нашей карте).

Арена, на которой развёртывается борьба воздушных течений, приходится как раз на самые населённые части земного шара — умеренные широты. Эти широты и испы­тывают на себе капризы погоды.

Самые неспокойные области в нашей атмосфере — это границы воздушных масс. На них часто возникают огром­ные вихри, которые приносят нам непрерывные измене­ния погоды. Познакомимся с ними подробнее.

Циклон

Представим себе фронт, разделяющий холодную и тёплую массы (рис. 15, а). Когда воздушные массы дви­жутся с различной скоростью или когда одна воздушная масса перемещается вдоль фронта в одном направлении, а другая — в обратном, то линия фронта может проги­баться, и на ней образуются воздушные волны (рис. 15, б). При этом холодный воздух сильнее и сильнее поворачи­вает на юг, подтекает под «язык» тёплого воздуха и вы­тесняет часть его вверх. — Тёплый язык проникает всё дальше к северу и «вымывает» лежащую перед ним хо­лодную массу. Воздушные слои постепенно завихряются. От центральной части вихря воздух с силой выбрасы­вается к его окраинам. Поэтому у вершины тёплого языка давление сильно падает, и в атмосфере образуется как бы котловина. Такой вихрь с пониженным давлением в центре и называют циклоном («циклон» означает — круговой).

Так как воздух течёт к местам с более низким давле­нием, то в циклоне он должен был бы стремиться от краёв вихря прямо к центру. Но здесь мы должны напомнить чи­тателю, что вследствие вращения Земли во­круг своей оси пу­ти всех движущихся в северном полушарии тел отклоняются впра­во. Поэтому, например, правые берега рек силь­нее размываются, пра­вые рельсы на двухпут­ных железных дорогах быстрее изнашиваются. И ветер в циклоне тоже отклоняется вправо; в результате получается вихрь с направлением ветров против часовой стрелки.

Для того чтобы понять, как вращение Земли дей­ствует на воздушный поток, представим себе участок земной поверхности на глобусе (рис. 16). Направление ветра в точке А показано стрелкой. Ветер в точке А юго-западный. Через некоторое время Земля повернётся, и точка А перейдёт в точку Б. Воздушный поток откло­нится вправо, и угол изменится; ветер станет западо-юго-западным. Ещё через некоторое время точка Б пере­местится уже в точку В, и ветер станет западным, т. е. ещё больше повернёт вправо.

Если в области циклона провести линии равных давле­ний, то-есть изобары, то окажется, что они окружат центр циклона (рис. 15, в). Так выглядит циклон в первые сутки своей жизни. Что же происходит с ним дальше?

Язык циклона протягивается всё дальше к северу, заостряется и становится уже большим тёплым сектором (рис. 17). Обычно он располагается в южной части цик­лона, потому что тёплые течения чаще всего идут с юга и юго-запада. С двух сторон сектор окружён холодным воздухом. Посмотрите, как идут тёплые и холодные по­токи в циклоне, и вы убедитесь в том, что здесь два уже знакомых вам фронта. Правая граница тёплого сектора это — тёплый фронт циклона с широкой полосой осадков, а левая — холодный; полоса осадков узка. Циклон всегда движет­ся в направлении, пока­занном стрелкой (па­раллельно изобарам тёплого сектора).

Обратимся снова к нашей карте погоды и найдём циклон в Фин­ляндии. Центр его обо­значен буквой Н (низ­кое давление). Спра­ва — тёплый фронт; морской полярный воз­дух натекает на конти­нентальный, идёт снег. Слева — холодный фронт: морской арктический воздух, огибая сектор, вры­вается в тёплое юго-западное течение; узкая полоса ме­телей. Это уже хорошо развитый циклон.

Попробуем теперь «предсказать» дальнейшую судьбу циклона. Это нетрудно. Ведь мы уже говорили, что хо­лодный фронт движется быстрее тёплого. Значит, со вре­менем волна тёплого воздуха станет ещё более крутой, сектор циклона будет постепенно суживаться, и, нако­нец, оба фронта сомкнутся, произойдёт окклюзия. Это — смерть для циклона. До окклюзии циклон мог «питаться» тёплой воздушной массой. Разность температур между холодными потоками и тёплым сектором сохранялась. Циклон жил и развивался. Но после того, как оба фронта сомкнулись, «питание» циклона отрезано. Тёплый воздух уходит вверх, и циклон начинает угасать. Осадки осла­бевают, облака понемногу рассеиваются, ветер стихает, давление выравнивается, и от грозного циклона остаётся маленькая завихренная зона. Такой умирающий циклон есть и на нашей карте, за Волгой.

Размеры циклонов различны. Иногда это вихрь с по­перечником всего в несколько сотен километров. Но бы­вает и так, что вихрь захватывает область до 4—5 тысяч километров в поперечнике — целый материк! К центрам громадных циклонических вихрей могут стекаться самые различные воздушные массы: тёплые и влажные, холод­ные и сухие. Поэтому небо над циклоном чаще всего облачное, а ветер сильный, иногда штормовой.

На границе между воздушными массами может обра­зоваться несколько волн. Поэтому обычно циклоны раз­виваются не поодиночке, а сериями, по четыре и больше. В то время как первый уже затухает, в последнем только начинает вытягиваться тёплый язык. Живёт циклон 5—6 дней, и за это время он может пройти огромное пространство. За сутки циклон пробегает в среднем около 800 километров, а иногда до 2000 километров.

Циклоны приходят к нам чаще всего с запада. Это связано с общим перемещением воздушных масс с за­пада на восток. Сильные циклоны на нашей территории бывают очень редко. Затяжной дождь или снег, резкий порывистый ветер — вот обычная картина нашего цик­лона. Но в тропиках иногда бывают циклоны необычай­ной силы, с жестокими ливнями и штормовыми ветрами. Это — ураганы и тайфуны.

Антициклон

Мы уже знаем, что когда линия фронта между двумя воздушными течениями прогибается, в холодную массу выдавливается тёплый язык, и таким образом зарождается циклон. Но линия фронта может прогибаться и в сторону тёплого воздуха. В этом случае возникает вихрь с совсем другими свойствами, чем циклон. Называется он анти­циклоном. Это уже не котловина, а воздушная гора.

Давление в центре такого вихря выше, чем по краям, и воздух растекается от центра к окраинам вихря. На его место опускается воздух из более высоких слоев. Опускаясь, он сжимается, нагревается, и облачность в нём постепенно рассеивается. Поэтому и погода в антицик­лоне обычно бывает малооблачная и сухая; на равнинах она жаркая летом и холодная зимой. Только на окраи­нах антициклона могут возникать туманы и низкие слои­стые облака. Так как в антициклоне нет такой большой разницы в давлениях, как в циклоне, то и ветры здесь гораздо слабее. Движутся они по часовой стрелке (рис. 18).

По мере развития вихря верхние слои его прогре­ваются. Особенно это заметно, когда холодный язык отрезается и вихрь перестаёт «питаться» холодом или когда антициклон застаивается на одном месте. Тогда погода в нём становится более устойчивой.

Вообще антициклоны — более спокойные вихри, чем циклоны. Движутся они медленнее, около 500 километ­ров в сутки; часто останавливаются и неделями стоят в одном районе, а потом снова продолжают свой путь. Размеры их огромны. Антициклон нередко, особенно зи­мой, охватывает всю Европу и часть Азии. Но в отдель­ных сериях циклонов могут возникать и маленькие, по­движные и недолговечные антициклоны.

Приходят к нам эти вихри обыкновенно с северо-за­пада, реже с запада. На картах погоды центры антицик­лонов обозначаются буквой В (высокое давление).

Найдите антициклон на нашей карте и посмотрите, как располагаются вокруг его центра изобары.

Таковы атмосферные вихри. Каждый день они прохо­дят над нашей страной. Их можно найти на любой карте погоды.

Теперь на нашей карте вам уже всё знакомо, и мы можем перейти ко второму основному вопросу нашей книжки — предвидению погоды.