Was ist ein Zyklon und Antizyklon? Bewegung extratropischer Wirbelstürme Zyklon im Diagramm der südlichen Hemisphäre

Zeitschrift „Chemie und Leben“ Nr. 11-12 2000.

Vom Kandidaten bereitgestellte Materialien Geographische Wissenschaften A.A. ALEXEEVA, Hydrometeorologisches Zentrum Russlands

Hilfe bei der Vorbereitung des Artikels leistete der Doktor der Geographischen Wissenschaften, Professor A.A. VASILIEV, Hydrometeorologisches Zentrum Russlands

Die Ursache des Zyklons ist eine Störung an der atmosphärischen Front. Es entsteht aufgrund der großen Unterschiede in den Luftmassentemperaturen auf verschiedenen Seiten der Front. Die Daseinsberechtigung eines Zyklons besteht darin, diesen Unterschied zu beseitigen.
Die Luft über der Erde ist durch scharfe Grenzen in drei Zonen unterteilt. Aufgrund der Rotation der Erde um ihre Achse erstrecken sich diese Zonen parallel... (siehe Abbildung „A“)

Und aufgrund des Temperaturunterschieds tendiert die Luft dazu, sich entlang des Meridians zu bewegen. Dadurch entstehen Biegungen in den Frontalzonen (siehe Abbildung „B“)

Für uns, die auf der Oberfläche des Planeten Erde leben, ist das Wetter ein ständiger Wechsel von Regen- oder Schneewetter und klarem, blauem Himmel. In den Zeiträumen zwischen diesen Zuständen ist der Himmel entweder mit Wolken bedeckt oder von ihrem dichten Schleier befreit. Die Hauptfiguren des Geschehens, das sich ständig über unseren Köpfen abspielt, sind atmosphärische Wirbel, Wirbelstürme und Hochdruckgebiete. Um Wetterveränderungen zu verstehen, muss man sie verstehen. Beginnen wir mit dem Zyklon.

Wie läuft der Zyklon?

Wenn sich ein Zyklon nähert, erscheinen Zirrus- und dann Stratuswolken. Der Druck sinkt langsam, aber stetig, die Wolken werden tiefer und dichter. In einer Entfernung von 300 km vom herannahenden Warme Vorderseite Es sollte anfangen zu regnen, zunächst leicht und zeitweise. Dann wird der Regen intensiver und kontinuierlich. Nebel entsteht im Herbst und Frühling: Ein Teil des Regens verdunstet von der warmen Erdoberfläche und kondensiert zu einer kleinen Kaltluftschicht unterhalb der Front. Wenn eine Warmfront über das Gebiet zieht, dreht der Wind auf Südwesten, die Temperaturen steigen und Nebel, Wolken und Niederschläge verschwinden. Das alles dauert etwa einen Tag.


Auf eine Warmfront folgt eine Kaltfront. Gleichzeitig sinkt der Luftdruck schneller. Auftauchende Cirruswolken können ein Vorbote einer Reihe von Cumulus- oder Cumulonimbus-Wolken (Schauerwolken) sein. Die Kaltfront wird einen starken Windwechsel nach Nordwesten, einen schnellen Temperaturabfall, erhöhten Druck, Gewitter und starken Regen mit sich bringen, der zwar intensiv, aber weniger anhaltend ist als beim Herannahen einer Warmfront.


Eine Warmfront bewegt sich langsamer als eine Kaltfront. Irgendwann werden sich die Fronten nahe der Erdoberfläche schließen und die gesamte warme Luft wird aufsteigen. Danach ist eine weitere Verstärkung des Zyklons nicht mehr möglich: Der Temperaturkontrast, der sein Leben unterstützte, beginnt abzunehmen. Die Bewegung des Zyklons verlangsamt sich und stoppt möglicherweise. Die Warmluftreserven reichen für 4 – 8 Tage. Dann das kalte Zentrum niedriger Druck wird völlig zerfallen.
Im Allgemeinen ziehen Zyklone nach Osten. Ihre Flugbahn ist jedoch komplex, da die globale Frontzone die Polarluft von der Luft trennt gemäßigte Breiten, gewunden. Zyklone folgen ihren Biegungen sowohl nach Norden als auch nach Süden und gelegentlich sogar nach Westen. Durchschnittsgeschwindigkeit ca. 35 km/h.

Der Theorie zufolge gehen kalte und warme Luftmassen nicht fließend ineinander über. Zwischen ihnen liegt eine scharfe Grenze, die Frontalzone. Es ist in einem bestimmten Winkel zur Erdoberfläche gerichtet; Wenn diese Grenze sich damit schneidet, ergibt sie die Frontlinie auf der Wetterkarte. In Wirklichkeit handelt es sich bei der Front um eine schmale Zone mit einer Breite von mehreren hundert Kilometern. Die Vorderseite heißt kalt, wenn kalte Luft bei ihrer Bewegung nahe der Erdoberfläche warme Luft ersetzt. Ansonsten ist die Vorderseite warm.

Im Winter oder Sommer unterscheiden sich die Temperaturen der Land- und Meeresoberfläche am stärksten. Dadurch nimmt der Temperaturunterschied an den Küsten zu und Wirbelstürme entstehen dort. Beispielsweise erwärmen sich Land und Meer im Frühherbst gleichmäßiger – der Altweibersommer beginnt.

Wirbelstürme, die das Wetter verändern Westeuropa, wählte das Mittelmeer westlich von Italien.

Im Winter treten auf der Nordhalbkugel vor allem vor den Ostküsten Wirbelstürme auf Nordamerika und Asien, in der Region mit dem größten Temperaturkontrast. Von dort geht es weiter nach Island und zu den Aleuten. Dort angekommen ziehen die Wirbelstürme weiter nach Osten oder Nordosten. IN Osteuropa und vor allem in Westsibirien Gleichzeitig kommt es häufiger zu Hochdruckgebieten.

Im Sommer dominieren Wirbelstürme über Sibirien. Sie entstehen wo großer Unterschied Temperaturen im Ob- und Jenissei-Becken und bewegen sich nach Ost-Nordost, wobei sie die größte Entwicklung im Laufe der Zeit erreichen Ostsibirien und Fernost.

In zwanzig Jahren nördlich des 20. nördlichen Breitengrads. Jedes Jahr gab es 620 mobile und 1222 lokale, das heißt, sich dort auflösende Wirbelstürme, die sich dort bildeten, wo sie sich bildeten. Auf sie entfielen 331 mobile und 744 lokale Hochdruckgebiete. Es gab 1,97-mal mehr lokale Zyklone als mobile und 2,25-mal mehr Antizyklone. Dies bedeutet, dass Zyklone im Durchschnitt mobiler sind als Antizyklone und sie treten 1,71-mal häufiger auf. In diesem Fall ist es wahrscheinlicher, dass sich mobile Zyklone über Wasser bilden, und lokale Zyklone und Antizyklone bilden sich eher über Land.

Am häufigsten treten mobile Wirbelstürme in der Zone zwischen 30 und 60° N auf. Dies gilt sowohl für Wasser als auch für Land. Lokale Wirbelstürme wählten hohe Breitengrade: 60 – 80° N. Es gibt auch zwei Zonen für Hochdruckgebiete: eine davon liegt zwischen 70 – 80° N und die zweite zwischen 40 – 50° N. Darüber hinaus gibt es in hohen Breiten mehr Hochdruckgebiete als in niedrigen Breiten.

Das Schicksal des Antizyklons

Mobile Antizyklone bewegen sich wie mobile Zyklone in mittleren Breiten von West nach Ost. Antizyklone manifestieren sich oft als träge Systeme, die den Raum zwischen viel aktiveren Zyklonen füllen. Die Bewegungsgeschwindigkeit beweglicher Hochdruckgebiete beträgt 30 – 40 km/h.


Mit der Zeit verwandelt sich ein mobiler Antizyklon mit einem kalten vorderen (östlichen) Teil und einem warmen hinteren (westlichen) Teil, der sich erwärmt und intensiviert, in einen warmen, hohen und inaktiven. Hohe, stabilisierte Hochdruckgebiete werden als Blockierungen bezeichnet: Sie stören den allgemeinen westlichen Lufttransport in mittleren Breiten.

In Hochdruckgebieten ist das Wetter völlig anders als in einem Zyklon: klarer Himmel und leichte Brisen. Nachts oder in der kalten Jahreszeit kühlt sich die Luft nahe der Erdoberfläche ab und es entstehen niedrige Stratuswolken und Nebel darin. An einem Sommertag bilden sich über dem Land durch die Verdunstung von Feuchtigkeit Cumuluswolken und das Wetter ist angenehm, warm oder umgekehrt heiß und trocken. Im Durchschnitt sind Hochdruckgebiete über Europa 7 °C wärmer als Wirbelstürme.

Doch im Winter ist alles anders. Zu dieser Jahreszeit kommen Hochdruckgebiete aus der Arktis zu uns und sind mit sehr kalter Luft gefüllt. An einem kurzen Wintertag hat die Luft keine Zeit, sich zu erwärmen, aber in einer klaren, wolkenlosen Nacht kühlt die Erdoberfläche noch mehr ab. Dann kommt es zu einem klaren Wintertag mit klarem Weihnachts- oder Dreikönigsfrost.

Wer sich täglich mit synoptischen Karten beschäftigt, kann feststellen, dass sich der Luftdruck zeitlich und räumlich kontinuierlich ändert und die damit verbundenen Drucksysteme (Zyklone und Antizyklone) sich ständig bewegen, ihre Größe und Intensität ändern, neu entstehen und verschwinden. Zyklone und Antizyklone sind mit bestimmten Systemen von Luftströmungen, Temperaturverteilung, Bewölkung, Niederschlag usw. verbunden, d. h. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Gestaltung des Wetters in weiten Teilen der Ozeane. Vor diesem Hintergrund müssen wir uns am meisten kennenlernen allgemeine Informationenüber Zyklone und Antizyklone.

2.9.1. Zyklone

Luftwirbel mit rotierender Luftbewegung auf der Nordhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn und auf der Südhalbkugel im Uhrzeigersinn werden Zyklone genannt. Die Größe von Wirbelstürmen variiert in einem sehr weiten Bereich – von 100 bis 1700 Seemeilen; über den Ozeanen können sie sogar noch größer sein. Typischerweise beträgt der durchschnittliche Durchmesser eines Zyklons 600 NM. Die ausgedehntesten und tiefsten Wirbelstürme über den Ozeanen werden im Norden des Atlantischen Ozeans, in der Davis-Straße, in Island und im Norden Großbritanniens sowie im Norden beobachtet Pazifik See- in der Region Kamtschatka - Alaska. Auf der Südhalbkugel werden Wirbelstürme rund um die Antarktis in der Zone von 55 und 65° Süd beobachtet. w.

Der Druck im Zentrum des Zyklons (Zyklontiefe) hängt vom Stadium seiner Entwicklung ab und variiert zwischen 1010 und 970 mbar; niedrigere Drücke sind in außertropischen Zyklonen selten.

Der Wind in einem Zyklon nahe der Meeresoberfläche weht entgegen dem Uhrzeigersinn (auf der Südhalbkugel im Uhrzeigersinn) und weicht durchschnittlich 10–15° von der Isobare in Richtung Tiefdruck ab.

Der Druckgradient vom Zentrum des Zyklons zu seiner Peripherie nimmt zunächst zu und beginnt dann abzunehmen. Die höchsten Druckgradienten werden am häufigsten im vorderen und hinteren Teil des Zyklons beobachtet, normalerweise im südlichen und westlichen Quadranten. Dementsprechend schwankt die Windgeschwindigkeit im Zyklon in weiten Grenzen. Im Zentrum des Zyklons ist der Wind schwach und hier ist oft Windstille zu beobachten. Im inneren Teil des Zyklons, insbesondere im südlichen und westlichen Teil, ist der Wind am stärksten. Zur Peripherie hin nimmt seine Geschwindigkeit ab.

Die Lufttemperatur in einem Zyklon hängt vom Stadium seiner Entwicklung ab: Im Anfangsstadium ist die Lufttemperatur in der nördlichen Hälfte des Zyklons niedriger als in der südlichen Hälfte, da in diesem Entwicklungsstadium eine Front durch seinen zentralen Teil verläuft , wodurch die kalte Luftmasse von der warmen getrennt wird.

Während sich der Zyklon entwickelt, verdrängt kalte Luft die warme Luft aus der südlichen Hälfte des Zyklons, und am Ende seiner Entwicklung im Okklusionsstadium nimmt kalte Luft die gesamte Fläche des Zyklons ein. Normalerweise ist bewölktes, regnerisches Wetter mit einem Zyklon verbunden.

Zyklone bewegen sich am häufigsten, insbesondere über den Ozeanen, von Südwesten und Westen nach Nordosten und Osten. Die Bewegung von Wirbelstürmen von Norden nach Süden und von Süden nach Norden über den Ozeanen wird deutlich seltener beobachtet. Anomale Bewegungen von Wirbelstürmen von Ost nach West sind sehr selten. Die Häufigkeit von Wirbelstürmen hängt von der Jahreszeit und dem geografischen Gebiet ab. Im Durchschnitt ist die Häufigkeit von Wirbelstürmen über den Ozeanen im Winter größer als im Sommer, aber diese saisonalen Unterschiede sind gering. In Abb. Abbildung 21 zeigt die Hauptpfade von Zyklonen.

Reis. 21. Hauptflugbahnen von Zyklonen.

Die Bewegungsgeschwindigkeit von Zyklonen schwankt in sehr weiten Grenzen. Die durchschnittliche Bewegungsgeschwindigkeit von Zyklonen beträgt 20 Knoten und erreicht manchmal 50 Knoten. Es kommt jedoch häufig vor, dass Zyklone mehrere Tage lang im selben Gebiet bleiben, also inaktiv sind.

2.9.2. Antizyklon

Auf einer Wetterkarte sehen Antizyklone wie mehr oder weniger runde Hochdruckgebiete mit rotierender Luftbewegung im Uhrzeigersinn auf der Nordhalbkugel und gegen den Uhrzeigersinn auf der Südhalbkugel aus.

Hochdruckgebiete besetzen weite Teile des Kontinents oder Ozeans. Besonders große Größen Hochdruckgebiete erreichen in den Wintermonaten die Kontinente und in den Sommermonaten die subtropischen Regionen des Pazifiks und des Atlantiks.

Der Druck im Zentrum des Hochdruckgebiets beträgt in den meisten Fällen 1020–1030 mbar. Nur in einigen Fällen übersteigt der Druck im Zentrum des Hochdruckgebiets über dem Ozean 1040 mbar.

Die Druckgradienten sind gering, insbesondere im zentralen Teil des Hochdruckgebiets. Zur Peripherie hin nehmen sie zu und erreichen teilweise erhebliche Werte. Dementsprechend sind die Winde im zentralen Teil des Hochdruckgebiets schwach und es wird oft Windstille beobachtet; An der Peripherie weht der Wind deutlich stärker. Der Wind weht im Uhrzeigersinn (auf der Südhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn) und weicht durchschnittlich um 15-20° von der Isobare in Richtung Tiefdruck ab. Die höchsten Windgeschwindigkeiten werden am häufigsten im vorderen, meist nordöstlichen Teil des Antizyklons beobachtet, die niedrigsten im hinteren, meist westlichen Teil.

Aufgrund der angegebenen Luftströmungsverteilung ist die Lufttemperatur im östlichen Teil des Hochdruckgebiets niedriger als im westlichen Teil. Der Unterschied beträgt durchschnittlich 3°C. Im zentralen Teil des Hochdruckgebiets wird wolkenloses oder teilweise bewölktes trockenes Wetter beobachtet.

Die Hauptbewegungswege der Hochdruckgebiete verlaufen von West nach Ost mit einer kleinen Südkomponente (Abb. 22). Die Häufigkeit von Hochdruckgebieten über den Ozeanen ist in der warmen Jahreshälfte größer als in der kalten Jahreshälfte.

Die Bewegungsgeschwindigkeit von Antizyklonen ist etwas geringer als die von Zyklonen (im Durchschnitt 17–18 Knoten), erreicht aber in einigen Fällen 45 Knoten. Während sich das Hochdruckgebiet entwickelt, nimmt seine Bewegungsgeschwindigkeit allmählich ab und es wird inaktiv.

2.9.3. Tropische Wirbelstürme

Hierbei handelt es sich um relativ kleine, intensive atmosphärische Wirbel mit niedrigem Druck im Zentrum und Winden mit Hurrikanstärke, die in den tropischen Breiten des Ozeans entstehen und sich entwickeln.

Tropische Wirbelstürme sind im Vergleich zu Wirbelstürmen gemäßigter Breiten klein und zeichnen sich durch eine symmetrische Wolkenmasse im Verhältnis zu ihrem Zentrum aus.

Der Durchmesser der Wolkenmasse liegt zwischen 80 und 800 km und erreicht manchmal 1000 km. Wenn sich ein tropischer Wirbelsturm nähert, erscheinen zunächst in einer Entfernung von etwa 1000 km dünne durchscheinende Zirruswolken, als würden sie von einem Punkt aus divergieren. Allmählich bedecken Zirruswolken den gesamten Himmel und werden durch niedrigere dichte Wolken aus Stratus- und Cumulusformen ersetzt, gefolgt von mächtigen Cumulonimbuswolken, die sich in eine dunkle Wand aus Gewitterwolken verwandeln. Ein interessantes Merkmal eines tropischen Wirbelsturms ist das Vorhandensein einer Zone mit ruhigem und fast wolkenlosem Wetter in seinem Zentrum, die als „Auge des Sturms“ bezeichnet wird. Der Durchmesser des „Auges des Sturms“ beträgt im Durchschnitt nicht mehr als 30 km. Durch die Wechselwirkung der Wellen, die in dieser Zone des Zyklons ankommen, entstehen ein Gedränge und Wasserschwalle, die manchmal eine Höhe von 20 m erreichen.

Reis. 22. Die Hauptflugbahnen von Hochdruckgebieten.

Eine Besonderheit tropischer Wirbelstürme ist neben Hurrikanwinden der Verlust großer Niederschlagsmengen (200-400 mm/Tag) und größte Zahl fällt aus mächtigen Cumulonimbus-Wolken, die das „Auge des Sturms“ umgeben. Die maximale Niederschlagsmenge fiel tagsüber auf den Philippinen (in Manila 1168 mm), was zwei- bis dreimal höher ist als der durchschnittliche Jahresniederschlag in den meisten Gebieten der gemäßigten Breiten (in Moskau 587 mm).

Die Tiefe eines tropischen Wirbelsturms, also der Druck in seinem Zentrum, variiert stark – von 900 bis 1005 mbar, in manchen Fällen bis zu 885 mbar. Aufgrund der geringen Größe eines tropischen Wirbelsturms und des sehr niedrigen Drucks in seinem Zentrum werden große Druckgradienten beobachtet, die Winde mit Hurrikanstärke verursachen. Im Durchschnitt beträgt die Windgeschwindigkeit 40-60 m/s, oft erreicht sie aber auch 80 m/s. Die höchste Windgeschwindigkeit (113 m/s, also 226 Knoten) wurde beim Taifun Ida (September 1958) gemessen.

Auf der Meeresoberfläche während des Durchgangs eines tropischen Wirbelsturms aufgrund von Winden mit Hurrikanstärke und erheblichen Veränderungen Luftdruck Es entstehen riesige Windwellen (ihre Höhe beträgt 14-16 m). Gleichzeitig mit den Windwellen bilden sich Schwellwellen, die sich vom Zentrum des tropischen Wirbelsturms in alle Richtungen ausbreiten.

Tisch 3

Ab dem Zeitpunkt seines Auftretens bewegt sich ein tropischer Wirbelsturm in der Regel auf der Nordhalbkugel von Ost nach West (seltener nach Nordwesten) und auf der Südhalbkugel nach Südwesten. Die Bewegungsgeschwindigkeit ist niedrig (5-10 Knoten). Wenn der Zyklon einen Breitengrad von 20–30° erreicht, ändert sich die Richtung der Verschiebung stark nach Norden oder häufiger nach Nordosten (auf der Südhalbkugel nach Südosten) und die Geschwindigkeit steigt schnell an, im Durchschnitt auf bis zu 20 Knoten. manchmal bis zu 50 Knoten.

Tropische Wirbelstürme treten in bestimmten Gebieten des Weltmeeres auf und haben je nach Gebiet lokale Namen (Tabelle 3).

Tropische Wirbelstürme erhalten zusätzlich zu den lokalen Namen auch Namen. Die Verwendung von Namen bei der Übermittlung von Informationen über tropische Wirbelstürme ist bequemer und verhindert Verwirrung in Fällen, in denen zwei oder mehr tropische Wirbelstürme gleichzeitig im selben Gebiet beobachtet werden. Taifune erhalten zusätzlich zum Namen eine Nummer. Die ersten beiden Ziffern der Nummer geben das Jahr an und die letzten beiden Ziffern geben die Seriennummer des Taifuns in diesem Jahr an. Somit bedeutet die Zahl 7615, dass der Taifun im Jahr 1976 beobachtet wurde und der 15. seit Jahresbeginn ist.

Tropische Wirbelstürme durchlaufen mehrere Entwicklungsstadien. Nach der Klassifikation der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) ist jedes Entwicklungsstadium eines tropischen Wirbelsturms durch eine bestimmte Abstufung der Windgeschwindigkeit gekennzeichnet und hat einen eigenen Namen (Tabelle 4).

Tabelle 4

Am häufigsten treten tropische Wirbelstürme in der warmen Jahreszeit auf – von Juli bis Oktober. Die Lebensdauer eines tropischen Wirbelsturms von seiner Entstehung bis zu seiner Ankunft an Land oder in gemäßigten Breiten beträgt durchschnittlich etwa sechs Tage. Im Jahr 1956 bis 1965 ereigneten sich durchschnittlich 52 tropische Wirbelstürme über der Nordhalbkugel und 18 über der Südhalbkugel. Die Bahnen tropischer Wirbelstürme sind in Abb. dargestellt. 23.

Reis. 23. Die Hauptvorkommensgebiete und Bewegungsrouten tropischer Wirbelstürme.

2.9.3.1. Anzeichen eines herannahenden tropischen Wirbelsturms

Wenn das Schiff aus irgendeinem Grund vom nächstgelegenen (oder nächstgelegenen) Wetterzentrum keine Warnung vor einem tropischen Wirbelsturm erhält, kann seine Annäherung an das Navigationsgebiet anhand der folgenden Zeichen festgestellt werden:

1. Durch einen Abfall des Luftdrucks um mehr als 3 mbar pro Tag.

2. Beim Herannahen einer großen Dünung. Wenn sich ein tropischer Wirbelsturm langsam bewegt, können ein bis zwei Tage vor seinem Eintreffen Schwellwellen beobachtet werden. Bleibt die Ausbreitungsrichtung der Seegangswellen konstant, bewegt sich der tropische Wirbelsturm direkt auf das Gebiet zu, in dem sich das Schiff befindet. Ändert sich die Ausbreitungsrichtung der Dünungswellen gegen den Uhrzeigersinn, dann bewegt sich das Zentrum des tropischen Wirbelsturms von rechts nach links, im Uhrzeigersinn dagegen von links nach rechts.

3. Durch das Auftreten von Zirruswolken, die sich in U-förmigen Streifen ausdehnen, verschwinden diese nach Sonnenuntergang und Sonnenaufgang nicht und sind wirkungsvoll gefärbt. Wenn sich die Richtung der Zirruswolkenbänder im Laufe der Zeit nicht ändert und die tageszeitlichen Schwankungen des Luftdrucks gestört werden, bewegt sich ein tropischer Wirbelsturm auf das Gebiet zu, in dem sich das Schiff befindet. Wenn sich der Konvergenzpunkt der Zirruswolkenbänder verschiebt und der Luftdruck leicht abfällt, ohne den Tageszyklus zu stören, dann zieht der tropische Wirbelsturm vorbei.

4. Bei Einsetzen von sehr heißem und stickigem Wetter mit wolkenlosem Himmel und ausgezeichneter Sicht.

2.9.3.2. Divergenzregeln für tropische Wirbelstürme

Unabhängig von der Position des Schiffes im Verhältnis zum tropischen Wirbelsturm ist es wichtig, nicht in seinen zentralen Teil (50 Meilen vom Zentrum entfernt) zu gelangen. Am besten folgt man der Peripherie eines tropischen Wirbelsturms in einer Entfernung von 500 Meilen von seinem Zentrum. Zu diesem Zweck wird empfohlen, das Manöver „Abwenden“ (Abb. 24) zu verwenden, das es Ihnen ermöglicht, in sicherer Entfernung vom zentralen Teil des tropischen Wirbelsturms vorbeizukommen.

Nach vorne
Inhaltsverzeichnis
zurück

Ein Zyklon ist ein atmosphärischer Wirbel mit großem Durchmesser (von Hunderten bis zu mehreren Tausend Kilometern) und niedrigem Luftdruck im Zentrum.

Ein Zyklon ist nicht einfach das Gegenteil eines Antizyklons; sie haben einen anderen Entstehungsmechanismus. Wirbelstürme werden dank der Corioliskraft ständig und auf natürliche Weise durch die Erdrotation erzeugt. Eine Konsequenz des Fixpunktsatzes von Brouwer ist das Vorhandensein mindestens eines Zyklons oder Antizyklons in der Atmosphäre.

Die Luft in einem Zyklon zirkuliert auf der Nordhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn und auf der Südhalbkugel im Uhrzeigersinn. Darüber hinaus in Luftschichten in einer Höhe von Erdoberfläche Bis zu mehreren hundert Metern hat der Wind eine Komponente, die entlang des barischen Gradienten (in Richtung abnehmenden Drucks) zum Zentrum des Zyklons gerichtet ist. Die Größe des Termes nimmt mit der Höhe ab.

Es gibt zwei Haupttypen von Wirbelstürmen – außertropische und tropische (sie haben besondere Eigenschaften und treten viel seltener auf).

Außertropische Wirbelstürme entstehen in gemäßigten oder polaren Breiten und haben zu Beginn ihrer Entwicklung einen Durchmesser von tausend Kilometern, im Falle des sogenannten zentralen Wirbelsturms bis zu mehreren Tausend Kilometern. Unter den außertropischen Wirbelstürmen werden südliche Wirbelstürme unterschieden, die sich an der Südgrenze gemäßigter Breiten (Mittelmeer, Balkan, Schwarzes Meer, Südkaspisches Meer usw.) bilden und sich nach Norden und Nordosten bewegen. Südliche Wirbelstürme verfügen über enorme Energiereserven; Mit südlichen Wirbelstürmen in Zentralrussland und der GUS sind die stärksten Niederschläge, Winde, Gewitter, Sturmböen und andere Wetterphänomene verbunden.

Tropische Wirbelstürme entstehen in tropischen Breiten und haben kleinere Größen (Hunderte, selten mehr als tausend Kilometer), aber große Druckgradienten und Windgeschwindigkeiten, die Sturmgeschwindigkeiten erreichen. Charakteristisch für solche Wirbelstürme ist auch das sogenannte „Auge des Sturms“ – ein zentraler Bereich mit einem Durchmesser von 20–30 km bei relativ klarem und windstillem Wetter. Tropische Wirbelstürme können während ihrer Entwicklung außertropisch werden. Unter 8-10° Nord und südliche Breiten Wirbelstürme kommen sehr selten vor, in unmittelbarer Äquatornähe überhaupt nicht.

Zu Zyklonen ohne atmosphärische Front zählen auch thermisch symmetrische Zyklone (thermische Depressionen). Im Sommer können über Land und im Winter über riesigen warmen Gewässern Gebiete auftreten, die nicht mit atmosphärischen Fronten und Frontzonen verbunden sind. niedriger Blutdruck, sogenannte thermische Depressionen. Die Bildung stabiler Aufwärtsbewegungen der Luft über einem stark erhitzten Untergrund ist der Grund für die Entstehung solcher Depressionen, die beispielsweise im Sommer in Zentralasien und im Winter im Schwarzen Meer typisch sind. In thermischen Depressionen sind die horizontalen Unterdrückungsgradienten gering, daher sind die Winde schwach, Wolken sind nicht frontal und fehlen oft ganz. Der gesamte Charakter des Wetters unterscheidet sich vom Wetter bei gewöhnlichen Wirbelstürmen

2.1 Außertropische Wirbelstürme

Zyklone können Tief- und Hochdruckformationen sein, die sich nur in der unteren Troposphäre (bis zu einer Höhe von 3 km – niedrige Zyklone) oder in der unteren und mittleren Troposphäre (bis zu einer Höhe von 5 km – mittlere Zyklone) entwickeln gesamte Troposphäre (über 5 km – hohe Wirbelstürme).

Hohe Zyklone sollten nicht mit Zyklonen in großer Höhe verwechselt werden. Letztere sind atmosphärische Zyklonwirbel in der Höhe der oberen Troposphäre und Stratosphäre, die an der Erdoberfläche und in der unteren Troposphäre nicht zu beobachten sind. Dies sind relativ seltene Fälle, in denen sich Zyklone nicht in Bodennähe, sondern in der Höhe bilden.

Bei ihrer Entwicklung an atmosphärischen Fronten können außertropische Wirbelstürme vier Stadien durchlaufen: Wellen (Ursprung von Wirbelstürmen), ein junger Wirbelsturm (ein neu gebildeter Wirbelsturm), maximale Entwicklung und Füllung (Okklusion).

Wellenbühne. In diesem Stadium erfährt die in parallelen Isobaren liegende Front eine Krümmung – eine Auslenkung zur kalten Masse hin und zur warmen Masse hin entsteht an der Front eine Welle. An seinem oberen Ende, vor dem warmen Teil der Vorderseite, fällt der Druck schnell ab und im hinteren Teil, hinter dem kalten Teil der Vorderseite, steigt er an. Die Isobaren an der Spitze der Welle werden gebogen und bilden zunächst ein Wellental und dann eine geschlossene Linie nahe der Mitte des gerade entstandenen sich entwickelnden Zyklons, der in diesem Fall als Wellenzyklon oder Welle bezeichnet wird.

Das Wolkensystem eines Wellenzyklons bleibt zunächst das gleiche, wie es in diesem Abschnitt der Front zum Zeitpunkt des Auftretens der Welle war. Aber wenn sich die Zyklonzirkulation an der Spitze der Welle intensiviert – die Frontlinie wird immer stärker gekrümmt – die Bildung ihrer warmen und kalten Abschnitte verändert sich die Struktur der Wolken; Im vorderen Teil der Welle verdichten sich Stratuswolken und breiten sich über das Gebiet aus, es entstehen Nimbostratuswolken und daraus fallende Niederschläge; Im hinteren Teil der Welle verengt sich die Wolkenzone hingegen etwas und wird typisch für den kalten Teil der Front.

Ein Zyklon im Wellenstadium ist normalerweise eine niedrige Formation. Es kann auf Höhenkarten nur der untersten Ebenen verfolgt werden. Normalerweise gibt es selbst auf einer isobaren Oberfläche von 700 mbar (in einer Höhe von etwa 3 km) noch keine geschlossene Zyklonzirkulation. Hier ist lediglich eine leichte Höhensenkung erkennbar.

Der Wellenzyklon bewegt sich in der allgemeinen Richtung entlang der Frontlinie. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Zyklons im Wellenstadium beträgt etwa 3/4 der Geschwindigkeit des Gradientenwinds auf der AT 700-Karte über dem Zyklon.

Die Existenzdauer eines Zyklons im Wellenstadium beträgt bis zu einem Tag.

Junger Zyklon. Die weitere Entwicklung einer instabilen Frontalwelle führt zu einer zunehmenden Krümmung der Frontlinie – dem Eindringen einer Zunge warmer Luftmasse in Richtung der kalten Masse und eines Keils kalter Luft in Richtung der warmen Luftmasse. Es entsteht ein warmer Sektor eines Zyklons – ein weites Gebiet zwischen Warm- und Kaltfront, das von einer warmen Luftmasse eingenommen wird. Der Druck im mittleren und vorderen Teil des Zyklons sinkt weiter, während der Druckabfall vor der Warmfront stärker ausfällt als sein Anstieg im hinteren Teil des Zyklons hinter der Kaltfront (negative barische Trends in der vordere Teil des Zyklons übersteigt in absoluten Werten die positiven barischen Trends in seinem hinteren Teil). Der Zyklon verstärkt sich. Auf der Oberflächenwetterkarte erscheinen immer mehr Isobaren. Gleichzeitig entwickelt sich der Zyklon nach oben, er wird auf der AT 700-Karte deutlich sichtbar (dringt in die mittlere Troposphäre ein). Die Breite der Wolken- und Niederschlagszone an den Fronten eines jungen Zyklons nimmt schnell zu, insbesondere im vorderen Teil des Zyklons. Der Zyklon bewegt sich weiterhin in allgemeinen Richtungen entlang der Frontlinie an der Erdoberfläche. Diese Richtung entspricht der Richtung der Isobaren in seinem warmen Sektor und der Windrichtung in Höhen über dem Zyklon (ungefähr auf der Höhe von AT 500 und AT 400). Die Bewegungsgeschwindigkeit eines jungen Zyklons beträgt ungefähr 2/3 der Luftströmungsgeschwindigkeit über dem Zyklon in einer Höhe von 5 bis 6 km.

Stadium maximaler Entwicklung. Der Druck in der Mitte des Zyklons erreicht in diesem Entwicklungsstadium ein Minimum: Der Druckabfall im vorderen Teil des Zyklons entspricht seinem Anstieg im hinteren Teil des Zyklons, wodurch die Größe des vom Zyklon eingenommenen Raums stark zunimmt nahm zu und erreichte ein Maximum, ebenso wie die Breite der Wolken- und Niederschlagszone. Gleichzeitig verringerte sich die Breite des Warmsektors aufgrund der schnellen Bewegung der Kaltfront im Vergleich zur Warmfront. Im Zentrum des Zyklons überholte der kalte Teil der Front den warmen Teil, die Fronten schlossen sich und der Prozess der Bildung einer Okklusionsfront begann. Auf einer Wetterkarte wird der Ort, an dem sich die Fronten in der Nähe der Erdoberfläche schlossen, als Okklusionspunkt bezeichnet. Wenn sich der Zyklon anschließend verschließt, beginnt sich der Verdeckungspunkt von der Mitte des Zyklons zu seiner Peripherie zu verschieben. Vom Okklusionspunkt aus divergieren die warmen und kalten Okklusionsfronten in unterschiedliche Richtungen.

Ein Zyklon in seinem maximalen Entwicklungsstadium wird normalerweise auf den Karten AT 500 und AT 400 verfolgt. Die Geschwindigkeit seiner Verschiebung ist etwas langsamer als bei einem jungen Zyklon. Die Richtung der Verschiebung wird durch die Luftströmung in der oberen Troposphäre bestimmt. Existenzdauer – 1-2 Tage.

Füllender (verstopfter) Zyklon. Die Verdrängung warmer Luft nach oben beim Schließen von Fronten führt dazu, dass in einem verschlossenen Zyklon der gesamte Raum nahe der Erdoberfläche mit kalten Luftmassen gefüllt ist. Es ist ein schneller Druckanstieg im hinteren Teil des Zyklons zu beobachten, während die positiven Drucktrends im hinteren Teil die negativen im vorderen Teil des Zyklons, wo der Druckabfall allmählich schwächer wird, bei weitem übertreffen. Der Zyklon füllt sich. Seine Wolkensysteme erodieren, werden dünner und die Niederschläge hören auf. Im Füllzyklon beginnt eine allgemeine langsame, allmähliche Verbesserung des Wetters.

Ein solcher Zyklon ist inaktiv. Zu Beginn der Befüllung beginnt der verschlossene Zyklon seine Bewegungsgeschwindigkeit zu verlangsamen und von der ursprünglichen Bewegungsrichtung nach links abzuweichen, dann kann seine Geschwindigkeit auf Null sinken und die weitere Befüllung kann praktisch auf der Stelle erfolgen. Die Dauer des Füllens eines verschlossenen Zyklons variiert. Normalerweise dauert dieser Vorgang mehrere Tage, es sei denn, zu diesem Zeitpunkt nähert sich eine neue atmosphärische Front mit Frischluftmassen dem füllenden Zyklon und der Zyklon beginnt sich wieder zu beleben, wodurch seine Existenz um einige Zeit verlängert wird. Solche Phänomene werden Zyklonregeneration genannt.

Cyclonic-Serie. Die vier betrachteten Entwicklungsstadien außertropischer Wirbelstürme können teilweise gleichzeitig auf Wetterkarten identifiziert werden. Dies geschieht, wenn sich an einer beliebigen Front Zyklone nacheinander entwickeln und eine ganze Serie bilden.

Das erste Mitglied dieser Reihe ist möglicherweise bereits dabei, seine Existenz zu beenden und sich zu füllen, während das letzte Mitglied gerade als instabile Welle an der Front aufgetaucht ist, und es muss sich noch weiterentwickeln und die anderen drei Stadien durchlaufen. Typischerweise liegt jeder neue Zyklon einer solchen Serie etwas südlich von seinem Vorgänger, da die atmosphärische Front, an der sich die Zyklonserie entwickelt, allmählich nach Süden absinkt und von den Kaltluftmassen zurückgedrängt wird, die in die hinteren Teile jedes Zyklons eindringen . Hinter dem letzten Mitglied einer solchen Zyklonreihe kommt es zu der größten Invasion kalter Luftmassen, in denen sich häufig ein mächtiger Endzyklon bildet, der die Zyklonaktivität in diesem geografischen Gebiet für einige Zeit unterbricht. Die beschriebene Abfolge der serienmäßigen Entwicklung von Zyklonen wird in der Natur nicht immer beobachtet. Häufiger geschieht dies auf einer homogenen Untergrundoberfläche, wenn die Existenzbedingungen für jeden Zyklon gleich sind. Auf der Nordhalbkugel über dem Atlantischen Ozean kann man relativ häufig eine Reihe von Wirbelstürmen beobachten, wenn sich eine gemäßigte Front in einer ungleichmäßigen Linie von Südwesten nach Nordosten fast von der Küste Amerikas bis zu den Inseln Großbritanniens erstreckt. Zyklonwirbel einer solchen Serie sind auf Fotos aus dem Weltraum deutlich zu erkennen, wo sich jeder Zyklon und einzelne Abschnitte der Fronten darauf durch charakteristische Wolkenhaufen auszeichnen.

Über Land, insbesondere über Gebieten mit Gebirgszügen, erfolgt die Entwicklung von Wirbelstürmen jedoch selten in einer so strengen Reihenfolge. Hier kann eine Reihe von Zyklonen aus zwei oder drei Zyklonen bestehen, und manchmal entwickeln sich Zyklone, die einzeln und nacheinander an der Vorderseite erscheinen. Einige Zyklone durchlaufen nicht alle vier Entwicklungsstadien; beispielsweise kann sich ein Wellenzyklon, wenn er entstanden ist, innerhalb eines Tages füllen.

Der minimale atmosphärische Druck in einem Zyklon entsteht in der Mitte des Zyklons; es wächst zur Peripherie hin, d.h. Horizontale barische Gradienten sind von der Außenseite des Zyklons nach innen gerichtet. In einem gut entwickelten Zyklon kann der Druck im Zentrum auf Meereshöhe auf 950–960 mbar (1 bar = 105 N/m2) und in einigen Fällen auf 930–920 mbar (bei einem durchschnittlichen Druck auf Meereshöhe von) sinken ca. 1012 mbar).

Geschlossene Isobaren (Linien gleichen Drucks) sind unregelmäßig, aber im Allgemeinen ovale Form Begrenzen Sie ein Tiefdruckgebiet (barisches Tiefdruckgebiet) mit einem Durchmesser von mehreren hundert Kilometern auf 2-3.000 km. In diesem Bereich befindet sich die Luft in Wirbelbewegung. In einer freien Atmosphäre, oberhalb der atmosphärischen Grenzschicht (ca. 1000 m), bewegt es sich ungefähr entlang von Isobaren und weicht vom Druckgradienten in einem Winkel nahezu einer Geraden ab, auf der Nordhalbkugel nach rechts und auf der Südhalbkugel nach links Halbkugel (aufgrund des Einflusses der Coriolis-Ablenkkraft und der Zentrifugalkraft, die bei der Bewegung entlang gekrümmter Bahnen entsteht).

In der Grenzschicht weicht der Wind aufgrund der Reibungskraft mehr oder weniger stark (je nach Höhe) von den Isobaren zum Druckgradienten hin ab. An der Erdoberfläche bildet der Wind mit dem Druckgradienten einen Winkel von etwa 60°, d.h. Die Rotationsbewegung der Luft wird durch die Luftströmung im Inneren des Zyklons ergänzt. Die Stromlinien nehmen die Form von Spiralen an, die zur Mitte des Zyklons hin zusammenlaufen. Die Windgeschwindigkeiten in einem Zyklon sind stärker als in angrenzenden Bereichen der Atmosphäre; manchmal erreichen sie mehr als 20 m/s (Sturm) und sogar mehr als 30 m/s (Hurrikan).

Aufgrund der aufsteigenden Komponenten der Luftbewegung, insbesondere in der Nähe von atmosphärischen Fronten, herrscht im Zyklon bewölktes Wetter. Der Großteil der atmosphärischen Niederschläge in außertropischen Breiten fällt in einem Zyklon. Durch die Wirbelbewegung der Luft werden Luftmassen unterschiedlicher Temperatur aus verschiedenen Breitengraden der Erde in die Zyklonregion gezogen. Dies hängt mit der Temperaturasymmetrie des Zyklons zusammen: In seinen verschiedenen Sektoren sind die Lufttemperaturen unterschiedlich. Dies gilt insbesondere für mobile Wirbelstürme, die an den Hauptfronten der Troposphäre (Arktis, Antarktis, Polar) auftreten. Über warmen Gebieten der Erdoberfläche (Wüsten, Binnenmeere) werden jedoch schwache („unscharfe“) Wirbelstürme beobachtet – die sogenannten thermischen Depressionen – inaktiv, mit einer ziemlich gleichmäßigen Temperaturverteilung.

Mit zunehmender Höhe verlieren die Zyklonisobaren allmählich ihre geschlossene Form. Dies geschieht auf unterschiedliche Weise, abhängig vom Entwicklungsstadium des Zyklons und der Temperaturverteilung darin. Im Anfangsstadium der Entwicklung bedeckt der sich bewegende (frontale) Zyklon nur den unteren Teil der Troposphäre. Im Stadium seiner größten Entwicklung kann sich ein Zyklon über die gesamte Höhe der Troposphäre ausbreiten und sogar bis in die untere Stratosphäre vordringen. Thermaldepressionen sind immer auf die untere Troposphäre beschränkt.

Mobile Wirbelstürme bewegen sich im Allgemeinen von West nach Ost durch die Atmosphäre. Die Bewegungsrichtung wird im Einzelfall durch die Richtung des allgemeinen Lufttransports in der oberen Troposphäre bestimmt. Gegenläufige Bewegungen sind selten. Die durchschnittliche Bewegungsgeschwindigkeit eines Zyklons beträgt etwa 30–45 km/h, es gibt jedoch Zyklone, die sich schneller bewegen (bis zu 100 km/h), insbesondere in der Anfangsphase der Entwicklung; Im Endstadium ändern Zyklone möglicherweise längere Zeit ihre Position.

Die Bewegung eines Zyklons durch ein beliebiges Gebiet führt zu starken und erheblichen lokalen Veränderungen nicht nur des Luftdrucks und des Windes, sondern auch der Temperatur und Luftfeuchtigkeit, der Bewölkung und des Niederschlags.

Mobile Wirbelstürme entstehen meist an zuvor gebildeten Hauptfronten der Troposphäre als Wellenstörungen, wenn Luft auf beiden Seiten der Front übertragen wird. Instabile Frontalwellen wachsen und verwandeln sich in zyklonische Wirbel. Der Zyklon bewegt sich entlang der Front (in der Regel in gestreckter Breite) und verformt ihn wiederum, wodurch meridionale Windkomponenten entstehen und dadurch die Übertragung warmer Luft im vorderen (östlichen) Teil des Zyklons in hohe Breiten und kalter Luft in den vorderen (östlichen) Teil des Zyklons erleichtert werden hinterer (westlicher) Teil des Zyklons - in niedrige Breiten. Im südlichen Teil des Zyklons entsteht in den unteren Schichten ein sogenannter Warmsektor, begrenzt durch Warm- und Kaltfronten (Stadium eines jungen Zyklons). Anschließend wird beim Schließen der Kalt- und Warmfront (Zyklon-Okklusion) warme Luft durch kalte Luft von der Erdoberfläche in hohe Schichten verdrängt, der Warmsektor eliminiert und es stellt sich eine gleichmäßigere Temperaturverteilung im Zyklon ein (okkludierter Zyklon). Bühne). Der Energievorrat, der im Zyklon in kinetische Energie umgewandelt werden kann, geht zur Neige; Ein Zyklon stirbt aus oder verschmilzt mit einem anderen Zyklon.

An der Hauptfront entwickelt sich meist eine Reihe (Familie) von Zyklonen, bestehend aus mehreren Zyklonen, die sich nacheinander bewegen. Am Ende der Entwicklung der Serie bilden einzelne, noch nicht erloschene Zyklone durch Vereinigung einen ausgedehnten, inaktiven, tiefen und hohen zentralen Zyklon, der in seiner gesamten Mächtigkeit aus kalter Luft besteht. Allmählich verschwindet es. Gleichzeitig mit der Bildung eines Zyklons entstehen dazwischen mittlere Antizyklone mit hohem Druck im Zentrum. Der gesamte Entwicklungsprozess eines einzelnen Zyklons dauert mehrere Tage; Eine Reihe von Zyklonen und ein zentraler Zyklon können ein bis zwei Wochen andauern. In jeder Hemisphäre können zu jedem Zeitpunkt mehrere Hauptfronten und zugehörige Zyklonserien festgestellt werden; Die Gesamtzahl der Wirbelstürme pro Jahr beträgt auf jeder Hemisphäre viele Hundert.

Es gibt bestimmte Breitengrade und Gebiete, in denen es relativ regelmäßig zur Bildung von Hauptfronten und Frontalstörungen kommt. Infolgedessen gibt es bestimmte geografische Muster in der Häufigkeit des Auftretens und der Bewegung von Zyklonen und Hochdruckgebieten und ihren Serien, d. h. in der sogenannten Zyklonaktivität. Der Einfluss von Land und Meer, Topographie, Orographie und anderen geografischen Faktoren auf die Entstehung und Bewegung von Zyklonen und Antizyklonen sowie deren Wechselwirkung machen das Gesamtbild der Zyklonaktivität jedoch sehr komplex und ändern sich schnell. Zyklonaktivität führt zu einem interlatitudinalen Austausch von Luft, Bewegung, Wärme und Feuchtigkeit und ist damit der wichtigste Faktor in der allgemeinen Zirkulation der Atmosphäre.

Wirbelstürme entstehen nicht nur in der Erdatmosphäre, sondern auch in der Atmosphäre anderer Planeten. Beispielsweise wird in der Atmosphäre des Jupiter seit vielen Jahren der sogenannte Große Rote Fleck beobachtet, bei dem es sich offenbar um einen langlebigen Hochdruckgebiet handelt.

Die Größen von Zyklonen und Antizyklonen sind vergleichbar: Ihr Durchmesser kann 3-4.000 km erreichen und ihre Höhe kann maximal 18-20 km betragen, d.h. Es handelt sich um flache Wirbel mit stark geneigter Rotationsachse. Sie bewegen sich normalerweise mit einer Geschwindigkeit von 20-40 km/h von West nach Ost (außer bei stationären).

Das Wetter in unserem Land ist instabil. Dies zeigt sich besonders deutlich im europäischen Teil Russlands. Dies liegt daran, dass unterschiedliche Luftmassen aufeinandertreffen: warme und kalte. Luftmassen unterscheiden sich in ihren Eigenschaften: Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Staubgehalt, Druck. Durch die atmosphärische Zirkulation können sich Luftmassen von einem Teil zum anderen bewegen. Wo Luftmassen unterschiedlicher Eigenschaften in Kontakt kommen, atmosphärische Fronten.

Atmosphärische Fronten sind zur Erdoberfläche geneigt, ihre Breite beträgt 500 bis 900 km und ihre Länge 2000 bis 3000 km. In den Frontalzonen entsteht eine Schnittstelle zwischen zwei Luftarten: kalt und warm. Eine solche Fläche heißt frontal. In der Regel ist diese Fläche zur kalten Luft hin geneigt – sie liegt darunter, da sie schwerer ist. Und über der Stirnfläche befindet sich warme, leichtere Luft (siehe Abb. 1).

Reis. 1. Atmosphärische Fronten

Es entsteht die Schnittlinie der Stirnfläche mit der Erdoberfläche Frontlinie, das auch kurz genannt wird Vorderseite.

Stimmungsvolle Front- eine Übergangszone zwischen zwei unterschiedlichen Luftmassen.

Warme Luft, die leichter ist, steigt auf. Beim Aufstieg kühlt es ab und sättigt sich mit Wasserdampf. Darin bilden sich Wolken und es fällt Niederschlag. Deshalb die Passage atmosphärische Front immer begleitet von Niederschlag.

Abhängig von der Bewegungsrichtung werden bewegte atmosphärische Fronten in warme und kalte Fronten unterteilt. Warme Vorderseite entsteht, wenn warme Luft in kalte Luft strömt. Die Frontlinie bewegt sich in Richtung der kalten Luft. Nach dem Durchzug einer Warmfront kommt es zu einer Erwärmung. Eine Warmfront bildet eine Hunderte Kilometer lange durchgehende Wolkenlinie. Es gibt anhaltende Nieselregen und die Erwärmung setzt ein. Der Luftaufstieg beim Eintreffen einer Warmfront erfolgt langsamer als bei einer Kaltfront. Cirrus- und Cirrostratuswolken, die sich hoch am Himmel bilden, sind ein Vorbote einer herannahenden Warmfront. (siehe Abb. 2).

Reis. 2. Warmfront ()

Es entsteht, wenn kalte Luft unter warme Luft strömt, während sich die Frontlinie in Richtung warmer Luft bewegt, die nach oben gedrückt wird. Normalerweise bewegt Kaltfront sehr schnell. Dies führt zu starken Winden, starken, oft ergiebigen Regenfällen mit Gewittern und im Winter zu Schneestürmen. Nach dem Durchzug einer Kaltfront kommt es zu einer Abkühlung (siehe Abb. 3).

Reis. 3. Kaltfront ()

Atmosphärische Fronten können stationär oder bewegt sein. Wenn sich Luftströmungen entlang der Frontlinie weder in Richtung kalter noch warmer Luft bewegen, spricht man von solchen Fronten stationär. Wenn Luftströmungen eine Bewegungsgeschwindigkeit senkrecht zur Frontlinie haben und sich entweder in Richtung kalter oder in Richtung warmer Luft bewegen, spricht man von atmosphärischen Fronten ziehen um. Atmosphärische Fronten entstehen, bewegen sich und brechen innerhalb weniger Tage zusammen. Die Rolle der Frontalaktivität bei der Klimabildung ist in gemäßigten Breiten stärker ausgeprägt, daher ist der größte Teil Russlands von instabilem Wetter geprägt. Die stärksten Fronten entstehen, wenn die wichtigsten Luftmassentypen in Kontakt kommen: arktische, gemäßigte, tropische (siehe Abb. 4).

Reis. 4. Bildung atmosphärischer Fronten auf dem Territorium Russlands

Zonen, die ihre langfristigen Positionen widerspiegeln, werden aufgerufen Klimafronten. An der Grenze zwischen arktischer und gemäßigter Luft, über den nördlichen Regionen Russlands, a Arktische Front. Luftmassen gemäßigter und tropischer Breiten werden durch eine polare gemäßigte Front getrennt, die sich hauptsächlich südlich der Grenzen Russlands befindet. Die Hauptklimafronten bilden keine durchgehenden Linienstreifen, sondern sind in Segmente unterteilt. Langzeitbeobachtungen haben gezeigt, dass sich die Arktis- und Polarfronten im Winter nach Süden und im Sommer nach Norden verschieben. Im Osten des Landes erreicht die Arktisfront im Winter die Küste des Ochotskischen Meeres. Nordöstlich davon herrscht sehr kalte und trockene arktische Luft. Im europäischen Russland bewegt sich die Arktisfront bisher nicht. Hier ist die wärmende Wirkung des Nordatlantikstroms zu spüren. Die Zweige der polaren Klimafront erstrecken sich nur im Sommer über die südlichen Gebiete unseres Landes, im Winter liegen sie darüber Mittelmeer und Iran und erobern gelegentlich das Schwarze Meer.

Beteiligen Sie sich an der Wechselwirkung der Luftmassen Zyklone Und Antizyklone- große, sich bewegende atmosphärische Wirbel, die atmosphärische Massen transportieren.

Ein Gebiet mit niedrigem Luftdruck und einem bestimmten System von Winden, die von den Rändern zur Mitte wehen und gegen den Uhrzeigersinn abweichen.

Ein Gebiet mit hohem Luftdruck und einem bestimmten System von Winden, die von der Mitte zu den Rändern wehen und im Uhrzeigersinn abweichen.

Wirbelstürme sind von beeindruckender Größe und erreichen eine Höhe von bis zu 10 km und eine Breite von bis zu 3000 km in der Troposphäre. In Zyklonen steigt der Druck, in Antizyklonen nimmt er ab. Auf der Nordhalbkugel werden Winde, die zum Zentrum von Wirbelstürmen wehen, unter dem Einfluss der Kraft der Erdachsenrotation nach rechts abgelenkt (die Luft dreht sich gegen den Uhrzeigersinn), und im zentralen Teil steigt die Luft auf. In Antizyklonen weichen die zum Stadtrand gerichteten Winde ebenfalls nach rechts ab (die Luft wirbelt im Uhrzeigersinn), und im mittleren Teil sinkt die Luft aus den oberen Schichten der Atmosphäre nach unten (siehe Abb. 5, Abb. 6).

Reis. 5. Zyklon

Reis. 6. Antizyklon

Die Fronten, an denen Zyklone und Antizyklone entstehen, sind fast nie gerade, sie zeichnen sich durch wellenartige Krümmungen aus (siehe Abb. 7).

Reis. 7. Atmosphärische Fronten (Übersichtskarte)

In den entstehenden Warm- und Kaltluftströmen bilden sich rotierende Kreisel atmosphärische Wirbel (siehe Abb. 8).

Reis. 8. Bildung eines atmosphärischen Wirbels

Nach und nach lösen sie sich von der Front und beginnen sich selbstständig mit einer Geschwindigkeit von 30-40 km/h zu bewegen und Luft zu befördern.

Atmosphärische Wirbel dauern 5–10 Tage, bevor sie zerstört werden. Und die Intensität ihrer Bildung hängt von den Eigenschaften des Untergrunds (Temperatur, Luftfeuchtigkeit) ab. In der Troposphäre bilden sich täglich mehrere Wirbelstürme und Hochdruckgebiete. Hunderte von ihnen entstehen im Laufe des Jahres. Jeden Tag steht unser Land unter dem Einfluss einer Art atmosphärischem Wirbel. Da in Zyklonen Luft aufsteigt, ist ihre Ankunft immer mit bewölktem Wetter mit Niederschlag und Wind verbunden, kühl im Sommer und warm im Winter. Während der gesamten Dauer des Hochdruckgebiets herrscht wolkenloses, trockenes Wetter, heiß im Sommer und im Winter frostig. Dies wird durch das langsame Absinken der Luft aus höheren Schichten der Troposphäre erleichtert. Die absteigende Luft erwärmt sich und wird weniger mit Feuchtigkeit gesättigt. In Antizyklonen sind die Winde schwach und in ihren inneren Teilen herrscht völlige Ruhe - ruhig(siehe Abb. 9).

Reis. 9. Luftbewegung in einem Hochdruckgebiet

In Russland sind Wirbelstürme und Hochdruckgebiete auf die wichtigsten Klimafronten beschränkt: Polar und Arktis. Sie bilden sich auch an der Grenze zwischen marinen und kontinentalen Luftmassen gemäßigter Breiten. In Westrussland entstehen Wirbelstürme und Hochdruckgebiete, die sich in Richtung des allgemeinen Luftverkehrs von West nach Ost bewegen. Im Fernen Osten entsprechend der Richtung des Monsuns. Bei der Bewegung mit westlichem Transport im Osten weichen Zyklone nach Norden und Antizyklone nach Süden ab (siehe Abb. 10). Daher verlaufen die Wege von Wirbelstürmen in Russland am häufigsten durch die nördlichen Regionen Russlands und Hochdruckgebiete durch die südlichen Regionen. In dieser Hinsicht ist der Luftdruck im Norden Russlands niedriger, es kann viele Tage hintereinander schlechtes Wetter geben, im Süden gibt es mehr sonnige Tage, trockene Sommer und wenig schneereiche Winter.

Reis. 10. Abweichung von Zyklonen und Antizyklonen bei Bewegung aus dem Westen

Gebiete, in denen im Winter starke Wirbelstürme passieren: die Barentssee, die Karasee, das Ochotskische Meer und der Nordwesten der Russischen Tiefebene. Im Sommer treten Wirbelstürme am häufigsten auf Fernost und im Westen der Russischen Tiefebene. Antizyklonales Wetter herrscht ganzjährig im Süden der Russischen Tiefebene, im Süden Westsibiriens und im Winter im gesamten Ostsibirien, wo das asiatische Druckmaximum herrscht.

Die Bewegung und Wechselwirkung von Luftmassen, atmosphärischen Fronten, Wirbelstürmen und Hochdruckgebieten verändern das Wetter und beeinflussen es. Daten zu Wetteränderungen werden auf speziellen Übersichtskarten zur weiteren Analyse der Wetterbedingungen in unserem Land dargestellt.

Die Bewegung atmosphärischer Wirbel führt zu Wetteränderungen. Ihr Zustand wird für jeden Tag auf speziellen Karten aufgezeichnet - synoptisch(siehe Abb. 11).

Reis. 11. Synoptische Karte

Wetterbeobachtungen werden von einem ausgedehnten Netzwerk von Wetterstationen durchgeführt. Die Beobachtungsergebnisse werden dann an hydrometeorologische Datenzentren übermittelt. Hier werden sie verarbeitet und Wetterinformationen auf synoptischen Karten dargestellt. Die Karten zeigen Luftdruck, Fronten, Lufttemperatur, Windrichtung und -geschwindigkeit, Wolkendecke und Niederschlag. Die Verteilung des atmosphärischen Drucks gibt Aufschluss über die Position von Zyklonen und Antizyklonen. Durch die Untersuchung der Muster atmosphärischer Prozesse können wir das Wetter vorhersagen. Genaue prognose Das Wetter ist eine äußerst komplexe Angelegenheit, da es schwierig ist, den gesamten Komplex der zusammenwirkenden Faktoren in ihrer ständigen Entwicklung zu berücksichtigen. Daher sind auch kurzfristige Prognosen des hydrometeorologischen Zentrums nicht immer gerechtfertigt.

Quelle).).

Staubsturm über dem Arabischen Meer ().

Zyklone und Antizyklone ().

Hausaufgaben

1. Warum kommt es in der Zone der atmosphärischen Front zu Niederschlägen?
2. Was ist der Hauptunterschied zwischen einem Zyklon und einem Antizyklon?

Vor einiger Zeit, vor dem Aufkommen meteorologischer Satelliten, konnten Wissenschaftler nicht einmal glauben, dass sich jedes Jahr etwa einhundertfünfzig Wirbelstürme und sechzig Hochdruckgebiete in der Erdatmosphäre bilden. Früher waren viele Wirbelstürme unbekannt, da sie an Orten auftraten, an denen es keine Wetterstationen gab, die ihr Auftreten aufzeichnen konnten.

In der Troposphäre, der untersten Schicht der Erdatmosphäre, treten ständig Wirbel auf, entwickeln sich und verschwinden. Einige von ihnen sind so klein und unmerklich, dass sie unserer Aufmerksamkeit entgehen, andere sind so großräumig und haben einen so starken Einfluss auf das Erdklima, dass sie nicht ignoriert werden können (das gilt vor allem für Wirbelstürme und Hochdruckgebiete).

Zyklone sind Tiefdruckgebiete in der Erdatmosphäre, in deren Zentrum der Druck deutlich geringer ist als an der Peripherie. Ein Antizyklon hingegen ist ein Hochdruckgebiet, das in der Mitte seinen höchsten Wert erreicht. Über der Nordhalbkugel bewegen sich Zyklone gegen den Uhrzeigersinn und versuchen, der Coriolis-Kraft gehorchend, sich nach rechts zu bewegen. Während sich das Hochdruckgebiet in der Atmosphäre im Uhrzeigersinn bewegt und nach links abweicht (auf der Südhalbkugel der Erde geschieht alles umgekehrt).

Trotz der Tatsache, dass Zyklone und Antizyklone ihrem Wesen nach absolut gegensätzliche Wirbel sind, sind sie stark miteinander verbunden: Wenn der Druck in einer Region der Erde abnimmt, wird sein Anstieg zwangsläufig in einer anderen registriert. Außerdem haben Zyklone und Antizyklone einen gemeinsamen Mechanismus, der die Bewegung von Luftströmen verursacht: eine ungleichmäßige Erwärmung verschiedener Teile der Oberfläche und die Rotation unseres Planeten um seine Achse.

Zyklone zeichnen sich durch bewölktes, regnerisches Wetter mit starken Windböen aus, die durch den Unterschied im Luftdruck zwischen dem Zentrum des Zyklons und seinen Rändern entstehen. Ein Hochdruckgebiet hingegen zeichnet sich im Sommer durch heißes, windstilles, teilweise bewölktes Wetter mit sehr wenig Niederschlag aus, während es im Winter klares, aber sehr kaltes Wetter verursacht.

Schlangenring

Zyklone (gr. „Schlangenring“) sind riesige Größe Wirbel, deren Durchmesser oft mehrere tausend Kilometer erreichen kann. Sie entstehen in gemäßigten und polaren Breiten, wenn warme Luftmassen vom Äquator mit trockenen, kalten Strömungen aus der Arktis (Antarktis) kollidieren und zwischen sich eine Grenze bilden, die als atmosphärische Front bezeichnet wird.

Kalte Luft, die versucht, den darunter verbliebenen warmen Luftstrom zu überwinden, drückt teilweise einen Teil ihrer Schicht zurück – und kollidiert mit den ihr folgenden Massen. Durch die Kollision erhöht sich der Druck zwischen ihnen und ein Teil der warmen Luft, der dem Druck nachgibt, wird zur Seite abgelenkt und beginnt eine ellipsoide Rotation.

Dieser Wirbel beginnt, die angrenzenden Luftschichten zu erfassen, sie in Rotation zu versetzen und sich mit einer Geschwindigkeit von 30 bis 50 km/h zu bewegen, während sich das Zentrum des Zyklons mit einer geringeren Geschwindigkeit bewegt als seine Peripherie. Infolgedessen beträgt der Durchmesser des Zyklons nach einiger Zeit 1.000 bis 3.000 km und die Höhe 2 bis 20 km.

Wo es sich bewegt, ändert sich das Wetter stark, da im Zentrum des Zyklons ein Unterdruck herrscht, es an Luft mangelt und kalte Luftmassen einströmen, um dies auszugleichen. Sie verdrängen Warme Luft nach oben, wo es abkühlt und die darin enthaltenen Wassertröpfchen kondensieren und Wolken bilden, aus denen Niederschlag fällt.

Die Lebensdauer eines Wirbels beträgt normalerweise mehrere Tage bis Wochen, in einigen Regionen kann sie jedoch etwa ein Jahr dauern: Normalerweise handelt es sich dabei um Gebiete mit niedrigem Druck (z. B. die isländischen oder Aleuten-Zyklone).

Es ist erwähnenswert, dass solche Wirbel für die Äquatorzone nicht typisch sind, da hier die Ablenkkraft der Planetenrotation, die für die wirbelartige Bewegung der Luftmassen notwendig ist, nicht wirkt.

Der südlichste tropische Wirbelsturm bildet sich nicht näher als fünf Grad am Äquator und zeichnet sich durch einen kleineren, aber größeren Durchmesser aus hohe Geschwindigkeit Wind, der sich oft in einen Hurrikan verwandelt. Je nach Ursprung gibt es Zyklontypen wie den gemäßigten Zyklon und den tropischen Zyklon, der tödliche Hurrikane erzeugt.

Wirbel tropischer Breiten

In den 1970er Jahren traf der tropische Wirbelsturm Bhola Bangladesch. Obwohl die Windgeschwindigkeit und -stärke gering waren und der Hurrikan nur der dritten (von fünf) Hurrikankategorie zugeordnet wurde, trat der Ganges aufgrund der enormen Niederschlagsmengen, die auf den Boden fielen, über seine Ufer und überschwemmte fast alle Inseln und überschwemmte sie Vertreibe alle Siedlungen von der Erdoberfläche.

Die Folgen waren katastrophal: Während der grassierenden Katastrophe starben dreihundert bis fünfhunderttausend Menschen.

Ein tropischer Wirbelsturm ist viel gefährlicher als ein Wirbel aus gemäßigten Breiten: Er entsteht dort, wo die Temperatur der Meeresoberfläche nicht unter 26 ° liegt und der Unterschied zwischen den Lufttemperaturen zwei Grad übersteigt, wodurch die Verdunstung der Luft zunimmt Die Luftfeuchtigkeit nimmt zu, was zum vertikalen Aufstieg der Luftmassen beiträgt.

Dadurch entsteht ein sehr starker Luftzug, der neue Luftmengen einfängt, die sich über der Meeresoberfläche erwärmt und Feuchtigkeit gewonnen haben. Die Rotation unseres Planeten um seine Achse verleiht der aufsteigenden Luft die wirbelartige Bewegung eines Zyklons, der sich mit enormer Geschwindigkeit zu drehen beginnt und sich oft in Hurrikane von schrecklicher Kraft verwandelt.

Ein tropischer Wirbelsturm entsteht nur über der Meeresoberfläche zwischen dem 5. und 20. Grad nördlicher und südlicher Breite und lässt an Land recht schnell nach. Seine Abmessungen sind normalerweise klein: Der Durchmesser überschreitet selten 250 km, aber der Druck im Zentrum des Zyklons ist extrem niedrig (je niedriger, desto schneller bewegt sich der Wind, daher beträgt die Bewegung von Zyklonen normalerweise 10 bis 30 m/s). und Windböen über 100 m/s). Natürlich bringt nicht jeder tropische Wirbelsturm den Tod mit sich.

Es gibt vier Arten dieses Wirbels:

• Störung – bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von nicht mehr als 17 m/s;
• Depression – die Bewegung des Zyklons beträgt 17 bis 20 m/s;
• Sturm – das Zentrum des Zyklons bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von bis zu 38 m/s;
• Hurrikan – ein tropischer Wirbelsturm bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von mehr als 39 m/s.

Das Zentrum dieser Art von Zyklonen ist durch ein Phänomen gekennzeichnet, das als „Auge des Sturms“ bezeichnet wird – ein Gebiet mit ruhigem Wetter. Sein Durchmesser beträgt normalerweise etwa 30 km, wenn es sich jedoch um einen tropischen Wirbelsturm handelt zerstörerische Kraft, kann bis zu siebzig erreichen. Im Auge des Sturms haben die Luftmassen eine wärmere Temperatur und weniger Luftfeuchtigkeit als im Rest des Wirbels.

Hier herrscht oft Ruhe; an der Grenze hört der Niederschlag abrupt auf, der Himmel klart auf, der Wind wird schwächer und täuscht so die Menschen, die entscheiden, dass die Gefahr vorüber ist, sich entspannen und die Vorsichtsmaßnahmen vergessen. Da sich ein tropischer Wirbelsturm immer vom Meer aus bewegt, treibt er riesige Wellen vor sich her, die, wenn sie auf die Küste treffen, alles mitreißen.

Wissenschaftler stellen zunehmend fest, dass der tropische Wirbelsturm jedes Jahr gefährlicher wird und seine Aktivität ständig zunimmt (dies ist auf die globale Erwärmung zurückzuführen). Daher kommen diese Wirbelstürme nicht nur in tropischen Breiten vor, sondern erreichen Europa auch zu einer für sie untypischen Jahreszeit: Sie bilden sich meist im Spätsommer/Frühherbst und treten nie im Frühjahr auf.

So wurden im Dezember 1999 Frankreich, die Schweiz, Deutschland und das Vereinigte Königreich vom Hurrikan Lothar heimgesucht, der so stark war, dass Meteorologen nicht einmal sein Auftreten vorhersagen konnten, da die Sensoren entweder den Maßstab verloren oder nicht funktionierten. Es stellte sich heraus, dass „Lotar“ die Todesursache von mehr als siebzig Menschen war (sie waren hauptsächlich Opfer von Verkehrsunfällen und umstürzenden Bäumen), und allein in Deutschland wurden in wenigen Minuten etwa 40.000 Hektar Wald zerstört.

Hochdruckgebiete

Ein Antizyklon ist ein Wirbel, in dessen Zentrum ein hoher Druck und an der Peripherie ein niedriger Druck herrscht. Es entsteht in den unteren Schichten der Erdatmosphäre, wenn kalte Luftmassen in wärmere eindringen. Ein Hochdruckgebiet tritt in subtropischen und subpolaren Breiten auf und seine Bewegungsgeschwindigkeit beträgt etwa 30 km/h.

Ein Antizyklon ist das Gegenteil eines Zyklons: Die Luft darin steigt nicht auf, sondern sinkt ab. Es zeichnet sich durch die Abwesenheit von Feuchtigkeit aus. Ein Hochdruckgebiet zeichnet sich durch trockenes, klares und windstilles Wetter aus, das im Sommer heiß und im Winter frostig ist. Charakteristisch sind auch starke Temperaturschwankungen im Tagesverlauf (besonders stark ist der Unterschied auf den Kontinenten: In Sibirien liegt sie beispielsweise bei etwa 25 Grad). Dies ist auf den fehlenden Niederschlag zurückzuführen, der den Temperaturunterschied meist weniger spürbar macht.

Namen von Wirbeln

Mitte des letzten Jahrhunderts begann man, Antizyklonen und Zyklonen Namen zu geben: Dies erwies sich beim Austausch von Informationen über Hurrikane und Zyklonbewegungen in der Atmosphäre als viel praktischer, da dadurch Verwirrung vermieden und die Anzahl reduziert werden konnte Fehler. Hinter jedem Namen eines Zyklons und Antizyklons verbargen sich Informationen über den Wirbel, bis hin zu seinen Koordinaten in der unteren Schicht der Atmosphäre.

Bevor die endgültige Entscheidung über den Namen dieses oder jenes Zyklons und Antizyklons getroffen wurde, wurde eine ausreichende Anzahl von Vorschlägen geprüft: Es wurde vorgeschlagen, sie mit Zahlen, Buchstaben des Alphabets, Namen von Vögeln, Tieren usw. zu bezeichnen. Dies stellte sich heraus so praktisch und effektiv sein, dass nach einer Weile alle Zyklone und Antizyklone Namen erhielten (zuerst waren sie weiblich, und in den späten siebziger Jahren begann man, tropische Wirbel mit männlichen Namen zu benennen).

Seit 2002 gibt es einen Dienst, der jedem bietet, der einen Zyklon oder Antizyklon mit seinem Namen benennen möchte. Das Vergnügen ist nicht billig: Der Standardpreis für einen nach einem Kunden benannten Zyklon beträgt 199 Euro, ein Antizyklon kostet 299 Euro, da Antizyklone seltener vorkommen.