Полоса повышенного давления между двумя областями пониженного давления это
Для характеристики распределения атмосферного давления на уровне моря строят карты, на которые наносят семейства изобар.
Изобара (гр. isos – равный, одинаковый + baros – тяжесть) – линия, соединяющие точки с равным атмосферным давлением.
При этом на карту наносят значения атмосферного давления либо измеренные на уровне моря, либо приведенные к этому уровню. Изобары можно проводить через 2, 5, 10 гПа. Для оценки изменения АД по горизонтали используют горизонтальный барический градиент.
Горизонтальный барический градиент – изменение давления на единицу расстояния в горизонтальной плоскости (на поверхности уровня). Это векторная величина. Направление берется по нормали к изобаре в сторону уменьшения давления. Величина производная от давления по этому направлению. Модуль горизонтального барического градиента обратно пропорционален расстоянию между изобарами.
В разных точках барического поля направление и величина горизонтального барического градиента различны. Изобарические поверхности наклонены в сторону уменьшения давления, т.е. в направлении градиента.
Горизонтальный градиент давления измеряют по синоптическим картам. Вектор горизонтального барического градиента обычно обозначают – р. Он равен – (Δр/Δn), где Δр – разность давления между двумя изобарами, Δn – расстояние между ними. Единицы измерения гПа/100км или гПа/111 км (1º долготы). В свободной атмосфере измеряют по картам абсолютной барической топографии.
Горизонтальный барический градиент изменяется с высотой: каков бы ни был градиент давления у земли, на уровне моря, с высотой он будет приближаться к горизонтальному температурному градиенту. Связано это с тем, что барическая ступень зависит от температуры воздуха
Структура поля давления, или барического поля атмосферы, разнообразна. Во внетропических широтах у поверхности земли и на высотах всегда можно обнаружить области повышенного или пониженного давления как большие, так и относительно малые.
Области повышенного или пониженного давления, на которые расчленяется барическое поле атмосферы называются барическими системами.
Основные типы барических систем (рисунок 50):
А) с замкнутыми изобарами:
1) циклон,
2) антициклон;
Б) с незамкнутыми изобарами:
1) ложбина,
2) гребень,
3) седловина.
Циклон – атмосферное возмущение с пониженным атмосферным давлением в центре и циркуляцией воздуха вокруг центра в северном полушарии против часовой стрелки Горизонтальный барический градиент направлен от периферии к центру циклона.
Рисунок 50 – Изобары на уровне моря в различных типах барических систем:
I – циклон, II – антициклон, III – ложбина, IV – гребень, V – седловина.
Антициклон – область повышенного атмосферного давления с замкнутыми концентрическими изобарами на уровне моря и соответствующим распределением ветров (в Северном полушарии – по часовой стрелке). Горизонтальный барический градиент направлен от центра к периферии.
Ложбина – полоса пониженного давления между двумя областями повышенного давления. Изобары либо почти параллельные, либо имеют вид латинской буквы V. Центра в ложбине нет, есть ось (линия на которой атмосферное давление имеет минимальное значение, или на которой изобары резко меняют направление простирания). Отрог циклона.
Гребень – полоса повышенного давления между двумя областями пониженного давления. Изобары в гребне либо параллельны, либо имеют вид буквы U (отрог антициклона). У гребня есть ось, на которой атмосферное давление максимально.
Седловина – участок барического поля между двумя циклонами и двумя антициклонами (ложбинами и гребнями), расположенными крест-накрест. В этом случае изобарические поверхности имеют характерную форму седла: они поднимаются по направлению к антициклонам и опускаются – к циклонам. Точка в центре седловины называется точка седловины.
Циклон и антициклон – барические системы, которые в приземной части очерчиваются замкнутыми изобарами. Но так как изобары на высоте приближаются к изотермам, то на некоторой высоте они (изобары) размыкаются и становятся волнообразными
В некоторых случаях изобары остаются замкнутыми до больших высот. Но характер изменения барического поля с высотой при этом зависит от того, какая температура наблюдается в области данной барической системы: более высокая или более низкая, чем за ее пределами.
Если циклон существует в холодном воздухе и самая низкая температура в его центральной части, то с высотой барические градиенты мало меняют направление и замкнутые изобары с низким давлением в центре обнаруживаются до больших высот тропосферы. Следовательно, холодный циклон является высоким (рисунок 51).
Рисунок 51 – Высокий (холодный) (а) и низкий (теплый) (б) циклоны.
Изобарические поверхности в вертикальном разрезе
Напротив, если циклон совпадает с теплой воздушной массой и температура в центре циклона наивысшая, такой циклон быстро исчезает с высотой. Это связано с тем, что в нем дополнительный барический градиент, связанный с градиентом температуры, противоположен нижнему градиенту. Теплый циклон является низким. В вышележащих слоях над таким циклоном будет располагаться антициклон. Наоборот, холодные антициклоны являются низкими, а теплые – высокими (рисунок 53).
Рисунок 53 – Низкий (холодный) (а) и высокий (теплый) (б) антициклоны.
Изобарические поверхности в вертикальном разрезе.
Источник
Смежные воздушные массы разделены между собой сравнительно узкими переходными зонами, сильно наклоненными к земной поверхности. Эти зоны носят название фронтов.
Длина таких зон — тысячи километров, ширина — лишь десятки километров. Вверх фронты распространяются на несколько километров, нередко до самой стратосферы. При этом теплая масса лежит над холодной.
Фронты разделяющие основные воздушные массы, называют главными фронтами.
К ним относятся арктический (антарктический) — между арктическим (антарктическим) воздухом и воздухом умеренных широт;
полярный — между воздухом умеренных широт и тропическим;
тропический — между тропическим и экваториальным воздухом.
Кроме главных фронтов, существуют вторичные фронты, разделяющие несколько различающиеся объемы воздуха внутри одной и той же воздушной массы.
Если более теплая воздушная масса натекает на более холодную, то фронт между ними называют теплым. Если же наоборот, холодный воздух клином продвигается под теплый, то фронт называют холодным.
С фронтами связаны особые явления погоды. Восходящие движения воздуха в зонах фронтов приводят к образованию обширных облачных систем, из которых выпадают осадки на больших площадях. Огромные атмосферные волны, возникающие в воздушных массах по обе стороны от фронта, приводят к образованию крупномасштабных атмосферных возмущений вихревого характера с пониженным и повышенным давлением — циклонов и антициклонов, определяющих режим ветра и другие особенности погоды (рис. 2.1 в конце).
Интенсивная циклоническая деятельность является основной особенностью атмосферной циркуляции во внетропических и особенно в средних широтах.
Циклонической деятельностьюназывают постоянное возникновение, развитие и перемещение в атмосфере внетропических широт циклонов и антициклонов.
Циклономназывают область пониженного давления. Минимальное давление наблюдается в центре циклона, а к его периферии оно возрастает.
Циклоны возникают на атмосферных фронтах. В циклон вовлекаются обе воздушные массы, разделяемые фронтом. На поверхности фронта возникают волны, причем более теплая масса, вторгаясь в более холодную область, двигается вперед и наступает на холодный воздух, образуя теплый фронт. В тылу теплой массы наступает холодный воздух, вытесняя теплый воздух вверх — создается холодный фронт.
Постепенно волна развивается и вокруг центра циклона возникает вращательное движение воздуха, направленное в северном полушарии против часовой стрелки. В центре циклона вследствие развития восходящих движений воздуха давление все более понижается.
При прохождении теплого и холодного фронтов наблюдается определенная смена форм облаков. Приближение теплого фронта обнаруживается по появлению нитевидных перистых облаков, которые затем переходят в перисто-слоистые, высокослоистые и, наконец, в слоисто-дождевые, дающие обложные осадки. На холодном фронте образуется кучево-дождевые облака, выпадают ливневые осадки, усиливается ветер. Между двумя фронтами в циклоне находится сектор теплого воздуха. Обычно холодный фронт движется быстрее теплого и через несколько дней догоняет его, образуя сложный фронт окклюзии (смыкания). Процесс развития циклона на этом заканчивается. Диаметр развитого циклона может достигать 1000-1500 км (рис. 2.2 в конце).
Циклон перемещается примерно в направлении движения теплой воздушной массы. В умеренных широтах северного полушария это движение обычно происходит на восток или северо-восток. Летом циклоны движутся со скоростью 400-800 км в сутки, а зимой — до 1000 км в сутки.
Область повышенного давления называется антициклоном. Максимум давления находится в центре антициклона, к периферии давление понижается. Антициклон охватывает территории диаметром 2-3 тыс. км и более. В связи с нисходящими движениями воздуха, развивающимися в центральной части антициклона, здесь создается сухая, ясная или малооблачная погода. Ветер в центральной части антициклона обычно слабый. В северном полушарии воздух у земной поверхности в антициклоне движется по часовой стрелке (рис 2.3, 2.4).
| Рисунок 2.3 — Движение масс воздуха в области, занятой циклоном. | Рисунок 2.4 — Движение масс воздуха в области, занятой антициклоном. |
Различают подвижные и стационарные антициклоны. Первые образуются в Арктике и перемещаются в умеренные широты, принося сюда сухой холодный воздух. Вторые образуются преимущественно над океанами и зимой в умеренных широтах над материками. Они могут удерживаться в одной и той же области по несколько недель и долгие месяцы.
Области пониженного и повышенного давления, на которые постоянно расчленяется барическое поле атмосферы, называют барическими системами.
Барические системы основных типов — циклон и антициклон — на синоптических картах показываются замкнутыми концентрическими изобарами (линиями равных давлений) неправильной формы.
Различают также барические системы с незамкнутыми изобарами. К ним относятся ложбина, гребень и седловина. Ложбина — это полоса пониженного давления между двумя областями повышенного давления. Гребень представляет полосу повышенного давления между двумя областями пониженного давления. Седловина — участок барического поля между двумя циклонами и двумя антициклонами (или ложбинами и гребнями), расположенными накрест.
Крупномасштабную барическую структуру, которая характеризуется определенной формой циркуляции (гребень, ложбина, циклон, антициклон) и продолжительностью существования или устойчивостью называют режимом атмосферной циркуляции (рис. 2.5 в конце).
От возможности выделять и прослеживать эволюцию этих крупномасштабных возмущений атмосферной циркуляции (режимов) во многом зависит решение долгосрочных прогнозов погоды.
Дата добавления: 2014-02-09; просмотров: 2526; Опубликованный материал нарушает авторские права? | Защита персональных данных | ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше… 8953 — | 7227 — или читать все…
Читайте также:
Источник
Барические системы– это система распределения атмосферного давления у Земли, которая характеризуется определенным расположением изобар на синоптических картах. Различают следующие барические системы: — циклон, антициклон, ложбина, гребень, седловина.
Тема 4 Барические системы
Источниками холодных фронтов являются два постоянных антициклона над полюсами, обусловленные глобальной циркуляцией воздуха в атмосфере Земли.
Вопросы:
— определение, виды барических систем;
— циклон, антициклон, ложбина, седловина, гребень, условия погоды;
— правило перемещения барических систем;
Совокупность барических систем называется барическим рельефом – топографическую впадину можно сравнить с областью пониженного давления, возвышенность – с областью повышенного давления.
Из — за непостоянства давления воздуха барические системы непрерывно перемещаются, меняя свои размеры, возникают, исчезают. Продолжительность жизни циклона, антициклона 7 – 10 дней.
Циклон (Н) –это барическая система с замкнутыми изобарами, с минимальным давлением в центре, с ветрами, дующими против часовой стрелки. Является областью сходимости приземных ветров. Погода в циклоне пасмурная, с осадками, сильными ветрами. В циклонах, особенно на фронтах, создаются условия для восходящих движений больших объемов воздуха, которые являются необходимым условием для образования облачных систем, занимающих большую часть тропосферы. Летом циклон приносит похолодание, зимой потепление.
Циклон образуется на стационарном фронте, который у земли имеет волнистый характер. При этом передняя часть волны образуется при натекании ТВ на ХВ, принимая характер ТФ, а тыловая часть принимает характер ХФ. Воздушные массы, двигаются вокруг гребня волны против часовой стрелки, давление падает и можно провести изобару, очерчивающую циклон. Это есть 1я стадия развития циклона – стадия волны. Погода здесь характеризуется усилением ветра, летом возникают грозы, шквалы.
2я стадия развития Молодой циклон. Здесь при перемещении волны давление продолжает падать и можно провести еще замкнутую изобару. Явно выражены передняя часть циклона, теплый сектор, тыл циклона.
3я стадия – Циклон максимального развития – с низким давлением в центре, несколькими замкнутыми изобарами. При движении молодого циклона давление падает, погода ухудшается, циклон углубляется.
4я стадия – заполнение (окклюдирование).Происходит смыкание фронтов ХФ и ТФ (окклюдирование), теплый сектор уменьшается, на место теплого воздуха приходит холодный. Давление в центре начинает расти, погода улучшается, циклон окклюдируется, стареет, останавливается, заполняется.
Циклон перемещается в сторону максимального падения давления параллельно изобарам теплого сектора, оставляя изобару с низким давлением слева.
По характеру погоды циклон делится на 3 части:
— передняя, теплый сектор, тыл циклона. Наиболее плохая погода в передней части циклона перед ТФ. Здесь наблюдается слоисто образная облачность, обложные осадки, метели, плохая видимость болтанка, обледенение.
Часть циклона между фронтами называется теплым сектором циклона. Здесь располагается теплый воздух, который является устойчивой ВМ со слоистыми, слоисто дождевыми облаками, осадками, туманами.
Более благоприятная погода в тыловой части циклона – за ХФ. ВМ здесь неустойчивая, образуются облака кучевообразных форм: кучевые, мощно кучевые, кучево-дождевые.
Антициклон (В)– это барическая система с замкнутыми изобарами, с максимальным давлением в центре и убыванием от центра к периферии. Является областью расходимости приземных ветров. Образование антициклона связано с оседанием холодного воздуха, а оседание связано с его нагреванием, высушиванием. Этот процесс приводит к рассеиванию облаков. В антициклоне погода бывает безоблачной, особенно в центре. Летом в дневные часы могут развиваться кучевые облака, а зимой образуются радиационные туманы и слоистые, слоисто – кучевые облака. Полет над туманом, облаками не представляет сложности, но затрудняется взлет и посадка. Если антициклон сформирован из разных ВМ, то между ними располагаются атмосферные фронты, наблюдающиеся на периферии антициклона. При неустойчивой и влажной ВМ в антициклоне в дневные часы может развиваться кучево-дождевая облачность.
Зимой антициклон приносит сильные морозы, при том более низкая температура будет в восточной части, летом ясную жаркую погоду. Перемещается антициклон в сторону максимального роста давления.
Ложбина – это узкая вытянутая полоса пониженного давления, расположенная на периферии циклона в сторону вытянутых изобар или между двумя антициклонами. Линия наиболее низкого давления, проходящая вдоль ложбины, называется осью ложбины. Она является областью сходимости приземных ветров с облачной погодой, осадками, сильными ветрами и зависит от характера фронта, который проходит через ложбину. Перемещается вместе с циклоном, вращаясь против часовой стрелки.
Гребень– это узкая вытянутая полоса повышенного давления, расположенная на периферии антициклона в сторону вытянутых изобар или между двумя циклонами. Является областью расходимости приземных ветров. Погода имеет антициклонический характер: — ясно, тихо, рано утром радиационные туманы. Перемещается вместе с антициклоном, вращаясь по часовой стрелке.
Дата добавления: 2014-02-24; просмотров: 4492; Опубликованный материал нарушает авторские права? | Защита персональных данных | ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше… 8953 — | 7227 — или читать все…
Читайте также:
Источник
Атмосфера, окружающая земной шар, оказывает давление на поверхность земли и на все предметы, находящиеся над землей.
В покоящейся атмосфере давление в любой точке равно весу вышележащего столба воздуха, простирающегося до внешней периферии атмосферы.
В метеорологии давление выражают в гектопаскалях (гПа) с точностью до десятых долей или в миллиметрах ртутного столба (мм. рт. ст.).
(1 мм. рт. ст. = 1,33 гПа; 1 гПа = 0,75 мм. рт. ст.).
Давление, измеренное на метеорологических станциях ртутным барометром, приводят к температуре 0 0С, ускорению свободного падения на широте 450 и к уровню моря.
С высотой атмосферное давление понижается. Изменение давления на единицу высоты называется вертикальным градиентом атмосферного давления:
,
где – разность давления на двух уровнях;
– разность высот.
В метеорологии при определении вертикального градиента давления за единицу высоты принимают 100 м.
Величина, обратная вертикальному градиенту давления, называется барической ступенью. Барическая ступень представляет собой высоту h, на которую нужно подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на единицу давления, и выражается в м/гПа или м/мм. рт. ст.:
.
При одном и том же давлении барическая ступень больше в теплом воздухе, чем в холодном.
Разность давления на разных высотах можно определить с помощью барометрической формулы. На практике применяется упрощенный вариант формулы Лапласа:
где Z1 и Z2 – высоты верхней и нижней точек;
α – коэффициент расширения воздуха, равный 0,004;
t –средняя по высоте слоя температура воздуха, °С;
P1и Р2–давление на верхнем и нижнем уровнях.
Распределение давления в пространстве представляют с помощью изобарических поверхностей.
Изобарическая поверхность– это поверхность, давление всех точек которой одинаково. Вследствие изменения температуры и давления в горизонтальном направлении изобарические поверхности не параллельны друг другу и земной поверхности и по своей форме очень разнообразны.
Изобары–это линии, соединяющие точки с одинаковым давлением.
В зависимости от формы изобар и распределения давления различают следующие виды барических образований (рис.).
Рис. Барические системы.
Области замкнутых изобар с минимальным давлением в центре называются барическими минимумамиили циклонами. В области барического минимума давление возрастает от центра к периферии.
Области замкнутых изобар с повышенным давлением в центре называются барическими максимумамиили антициклонами. В области барического максимума давление от центра к периферии убывает.
Ложбинойназывается связанная с циклоном и вытянутая от его центра полоса пониженного давления, вклинивающаяся между двумя областями повышенного давления.
Гребнем называется связанная с антициклоном и вытянутая от его центра полоса повышенного давления, расположенная между двумя областями пониженного давления.
Седловинойназывается барическая область, заключенная между двумя циклонами и двумя антициклонами, расположенными в шахматном порядке.
Горизонтальные размеры барических образований составляют от нескольких сотен до нескольких тысяч километров. Их вертикальная протяженность достигает нескольких километров.
Количественное изменение давления в пространстве характеризуется полным градиентом давления G, который представляет собой вектор, направленный по нормали к изобарической поверхности в сторону убывания давления, а по величине равный изменению давления на единицу расстояния (рис.).
Рис.Полный градиент давления, его горизонтальная и
вертикальная составляющие.
Полный градиент давления можно разложить на вертикальную и горизонтальную составляющие. В атмосфере давление в вертикальном направлении изменяется во много раз быстрее, чем в горизонтальном.
Горизонтальный градиент атмосферного давления:
,
где – разность давления между двумя точками, находящимися на нормали к изобаре;
– расстояние между точками.
В метеорологии за единицу горизонтального расстояния при определении градиентов принимается расстояние 100 км.
Атмосферное давление в каждой точке земной поверхности не остается постоянным. Наиболее явно наблюдаются непериодические изменения давления, причиной которых являются перемещения барических образований, а также адвекция тепла или холода. Эти изменения могут быть плавными и небольшими или большими и резкими. За сутки давление может меняться на 20-30 гПа.
Осреднением многолетних наблюдений на фоне непериодических изменений давления можно выявить также и периодические суточные, и годовые его колебания.
В суточном ходе давления обнаруживаются два максимума и два минимума. Максимумы отмечаются около 10 и 22 ч, а минимумы – около 4 и 16 ч. Дневной минимум обусловливается нагреванием воздуха, а утренний максимум – его охлаждением. Возникновение вторых максимуму и минимума обусловлено упругими колебаниями атмосферы, возникающими вследствие ее периодического нагревания.
Суточный ход давления наиболее четко выражен в тропических широтах, где его амплитуда составляет 3-4 гПа. В умеренных широтах амплитуда равна лишь 0,3-0,6 гПа. В умеренных широтах суточный ход давления сильно перекрывается непериодичеcскими изменениями, связанными с прохождением циклонов и антициклонов.
Годовой ход давления обнаруживается по средним месячным его значениям. В средних широтах амплитуда годового хода давления больше, чем в экваториальных. Над континентами в соответствии с годовым ходом температуры годовой ход давления выражен сильнее, чем над океанами, а характер его обратен океаническому. Над континентами максимум давления отмечается зимой, а минимум — летом. Над океанами — наоборот.
Рекомендуемые страницы:
Источник
