Cikloni, anticikloni, tajfuni, uragani, tornada, tornada - ove pojave su uzrokovane vrtložnim kretanjima u atmosferi, praćenim padavinama (većim ili manjim). Razmotrite karakteristike i uslove za pojavu ovog elementa.
Kretanje vazdušnih masa u atmosferi
U atmosferi naše planete postoji stalna cirkulacija vazdušnih masa uz prenos energije i materijalnih komponenti. Kretanje u toku:
- od sjevera prema jugu iu suprotnom smjeru (meridionalno);
- od zapada prema istoku iu suprotnom smjeru (latitudinalno).
U troposferi, pored meridionalnog i geografskog prenosa vazdušnih masa, javljaju se vrtložna kretanja atmosfere, praćena padavinama - cikloni i anticikloni.
Ove pojave uzrokuju promjene klimatskih uslova u svim regijama planete.
U nižim slojevima troposfere, u tropskoj zoni, vazdušne mase se prilično snažno zagrevaju. Istovremeno, vazdušne mase su ispunjene vlagom (posebno iznad okeana). Topli vazduh se dižedo visine od 1000-1200 metara, gdje počinje da se hladi uz naknadno stvaranje oblaka. Na mjesto podignutih toplih masa dolaze hladne sjeverne mase (na sjevernoj hemisferi). Tople zračne mase zahvaća Coriolisova sila uzrokovana rotacijom Zemlje. Počinju se kretati ne samo prema gore, već i horizontalno, dok odstupaju od pravolinijskog smjera - na sjevernoj hemisferi prema sjeveroistoku. Hladne mase idu na jugozapad (na južnoj hemisferi vazdušne mase se kreću u potpuno suprotnom smjeru). Ovako nastaju pasati.
Vodena površina okeana, zagrijana krajem ljeta i početkom jeseni, pruža priliku za formiranje drugih vazdušnih masa ispunjenih vlagom - monsuna. Njihov smjer je striktno suprotan od pasata.
Termička ravnoteža planete se održava zahvaljujući globalnom prijenosu između širina: toplina sa tropskih širina na visoke, hladnoća sa subpolarnih (visokih) širina na tropske.
Ciklonska aktivnost atmosfere zasniva se na povezanosti tropske cirkulacije sa vrtložnim aktivnostima vazdušnih masa u umerenim geografskim širinama.
Cyclogenesis
Ovaj termin se odnosi na formiranje, razvoj ili kolaps vrtložnog kretanja atmosfere, praćenog padavinama. Odnosno, bilo koji ciklon - vrtlog sa niskim pritiskom unutra. "U utrobi" ciklona sjeverne hemisfere pušu vjetrovi u smjeru suprotnom od kazaljke na satu. Donji deo ciklona karakteriše odstupanje vetra ka njegovom centru.
Moderna meteorologija dijeli ciklonske vrtloge u dvije vrste: prema njihovoj lokacijiporijeklo i naknadna aktivnost - tropska i ekstratropska (umjereni cikloni).
Prvi se formiraju u tropima, razvojem dostižu veličinu i do hiljadu kilometara (vrlo rijetko više). Drugi je vrtložno kretanje atmosfere u zoni umjerenih i subpolarnih širina. Ekstratropski cikloni dostižu ogromne (do nekoliko hiljada kilometara) veličine.
Brzina vrtložnog kretanja vazduha u tropskim ciklonima je ogromna, može dostići vrednosti oluje. Ovi vrtlozi mogu postati ekstratropski dok se kreću.
Uslovi neophodni za formiranje tropskog vrtložnog kretanja
Da bi nastao tropski vrtlog, potrebno je da okolni vazduh bude zasićen vlagom (ovo daje faktor nestabilnosti). Voda u okeanu zagrije se do dubine od pedeset metara, na temperaturu veću od dvadeset i šest stepeni Celzijusa. Kada se pare kondenzuju u nižim slojevima troposfere, vazduh se mora veoma brzo ohladiti (ovo je glavni izvor energije ciklona).
Tajfuni i uragani - tropski cikloni
Na Dalekom istoku iu zemljama jugoistočne Azije, tropska vrtložna kretanja atmosfere praćena padavinama nazivaju se tajfuni. U zemljama Sjeverne i Južne Amerike - uragani (među Indijancima Maja bog vjetra je Hurakan). Ako brzina oluje tokom oluje prelazi sto sedamnaest kilometara na sat, onda je ovo već uragan.
Tropski cikloni donose obilne kiše. Na moru, tokom tajfuna i uragana, nastaju ogromni talasi. Ali oni su oslabljeni padanjemdjelovanje vjetra na kopnu. Pljuskovi uzrokovani tropskim ciklonima padaju u unutrašnjost na udaljenosti do četrdeset kilometara. Ovo je veoma važno za ublažavanje suve klime kontinenata.
Sami cikloni prenose rezerve energije s jednog mjesta na planeti do drugog, od tropskih do umjerenih zona. Ovo je važno za globalne ciklonalne procese u atmosferi, jer dovodi do konvergencije temperatura na planeti, ujednačavanja klime i čineći je blažom.
Ekstratropski cikloni i anticikloni
Ogromna (nekoliko hiljada kilometara) vrtložna kretanja atmosfere, praćena padavinama i koja se javljaju u umjerenim i subpolarnim zonama, nazivaju se ekstratropskim ciklonima i anticiklonima. Vrtlozi vjetra u sjevernim ciklonima rotiraju u istom smjeru kao i sjeverni tajfuni.
Sa pojavom ovakvog uragana, nastupa loše vrijeme, ali anticiklon donosi vedar i sunčan dan.
Pojava ciklona umjerenih geografskih širina
Da bismo predstavili mehanizam nastanka ovih formacija, potrebno je operisati konceptom atmosferskog fronta. U prvoj aproksimaciji, ovo je samo granica koja razdvaja dvije različite vazdušne mase.
Zapravo, ovo je zona od nekoliko desetina kilometara, nagnuta pod uglom od jednog stepena. U slučaju toplog fronta, njegov nagib leži u smjeru kretanja (on, takoreći, pokriva hladnu masu odozgo). Kad je hladno - naprotiv, na suprotnoj strani od pokreta. Jednačina kretanja atmosfere izražena je kroz formulu Maxa Margulesa(australski meteorolog).
Interakcija toplog i hladnog fronta dovodi do formiranja ciklonalnog vrtloga. Takvom vezom dio tople fronte se unosi u hladnu masu u obliku izduženog "jezika". U isto vrijeme, topli zrak se diže kao lakši zrak.
Tokom ove interakcije dešavaju se dva procesa koji dovode do ciklonskog vrtloga. Molekuli pare (vode), dižući se, počinju rotirati: na njih djeluje magnetsko polje Zemlje. Oni uključuju u ovo rotacijsko kretanje sav okolni zrak. Kao rezultat, od njega i molekula vode nastaje ogroman vrtlog.
Na vrhu se vazdušne mase hlade. U tom slučaju dolazi do kondenzacije vodene pare koja se pretvara u oblake (to su naknadna kiša, grad, snijeg). Takvo vrijeme sa lošim vremenom može potrajati nekoliko dana, pa čak i sedmica. Ovo će zavisiti od "dugovečnosti" ciklona: što je veća zaliha toplog vazduha, ciklon duže postoji.
Pojava anticiklona
Nastanak ovog vrtloga je posledica snižavanja atmosferskih masa kada se zagrevaju sa okolnim masama, bez razmene toplote. Tokom ovog procesa, vlaga unutra opada, a to povlači isparavanje već postojećih oblaka. Pod uticajem Zemljinog magnetnog polja, molekuli vode počinju da se rotiraju - u severnim anticiklonima - u smeru kazaljke na satu. Stabilno vrijeme u ovom procesu može trajati do tri sedmice.
