Воздушные массы - это крупные массы воздуха тропосферы и нижней стратосферы, которые формируются над определенной территорией суши или океана и обладают относительно однородными свойствами - температурой, влажностью, прозрачностью. Они движутся как одно целое и в одном направлении в системе общей циркуляции атмосферы.

Воздушные массы занимают площадь в тысячи квадратных километров, их мощность (толщина) достигает до 20-25 км. Перемещаясь над поверхностью с иными свойствами, они нагреваются или охлаждаются, увлажняются или становятся суше. Теплой или холодной называют воздушную массу, которая теплее (холоднее) окружающей ее среды. Различают четыре зональных типа воздушных масс в зависимости от районов формирования: экваториальные, тропические, умеренные, арктические (антарктические) воздушные массы (рис. 13). Они отличаются, прежде всего, температурой и влажностью. Все типы воздушных масс, кроме экваториальных, делятся на морские и континентальные в зависимости от характера поверхности, над которой они сформировались.

Экваториальная воздушная масса формируется в экваториальных широтах, поясе пониженного давления. Обладает достаточно высокими температурами и влажностью, близкой к максимальной, и над сушей, и над морем. Континентальная тропическая воздушная масса формируется в центральной части материков в тропических широтах. Она обладает высокой температурой, низкой влажностью, сильной запыленностью. Морская тропическая воздушная масса образуется над океанами в тропических широтах, где преобладают довольно высокие температуры воздуха и отмечается высокая влажность.

Континентальная умеренная воздушная масса формируется над материками в умеренных широтах, господствует в Северном полушарии. Ее свойства изменяются по сезонам. Летом довольно высокая температура и влажность, характерны осадки. Зимой низкие и крайне низкие температуры и невысокая влажность. Морская умеренная воздушная масса формируется над океанами с теплыми течениями в умеренных широтах. Летом она прохладнее, зимой - теплее, отличается значительной влажностью.

Континентальная арктическая (антарктическая) воздушная масса формируется над льдами Арктики и Антарктиды, обладает крайне низкими температурами и небольшой влажностью, высокой прозрачностью. Морская арктическая (антарктическая) воздушная масса образуется над периодически замерзающими морями и океанами, ее температура несколько выше, влажность больше.

Воздушные массы находятся в постоянном движении, при их встрече образуются переходные зоны, или фронты. Атмосферный фронт - пограничная зона между двумя воздушными массами, обладающими разными свойствами. Ширина атмосферного фронта достигает десятков километров. Атмосферные фронты могут быть теплыми и холодными в зависимости от того, какой воздух надвигается на территорию и какой вытесняется (рис. 14). Чаще всего атмосферные фронты возникают в умеренных широтах, где встречаются холодный воздух из полярных широт и теплый из тропических широт.

Прохождение фронта сопровождается изменениями в погоде. Теплый фронт перемещается в сторону холодного воздуха. С ним связаны потепление, слоисто-дождевые облака, приносящие моросящие осадки. Холодный фронт перемещается в сторону теплого воздуха. Он приносит обильные кратковременные ливневые осадки, часто со шквалистыми ветрами и грозами, и похолодание.

Циклоны и антициклоны

В атмосфере при встрече двух воздушных масс возникают крупные атмосферные вихри - циклоны и антициклоны. Они представляют плоские вихри воздуха, охватывающие тысячи квадратных километров при высоте всего 15-20 км.

Циклон - атмосферный вихрь огромного (от сотен до нескольких тысяч километров) диаметра с пониженным давлением воздуха в центре, с системой ветров от периферии к центру против часовой стрелки в Северном полушарии. В центре циклона наблюдаются восходящие потоки воздуха (рис. 15). В результате восходящих потоков воздуха в центре циклонов формируются мощные облака и выпадают атмосферные осадки.

Летом во время прохождения циклонов температура воздуха снижается, а зимой повышается, начинается оттепель. Приближение циклона вызывает пасмурную погоду и изменение направления ветра.

В тропических широтах от 5 до 25° обоих полушарий возникают тропические циклоны. В отличие от циклонов умеренных широт они занимают меньшую площадь. Тропические циклоны возникают над теплой морской поверхностью в конце лета - начале осени и сопровождаются мощными грозами, выпадением ливневых осадков и ветрами штормовой силы, обладают огромной разрушительной силой.

В Тихом океане тропические циклоны называют тайфунами, в Атлантическом - ураганами, у берегов Австралии - вилли-вилли. Тропические циклоны переносят большое количество энергии от тропических широт в направлении умеренных, что делает их важной составляющей глобальных процессов циркуляции атмосферы. За свою непредсказуемость тропическим циклонам дают женские имена (например, «Катрин», «Джульетта» и др.).

Антициклон - атмосферный вихрь огромного диаметра (от сотен до нескольких тысяч километров) с областью повышенного давления у земной поверхности, с системой ветров от центра к периферии по часовой стрелке в Северном полушарии. В антициклоне наблюдаются нисходящие потоки воздуха.

Как зимой, так и летом для антициклона характерны безоблачное небо и безветрие. Во время прохождения антициклонов погода солнечная, летом жарко, а зимой очень холодно. Антициклоны образуются над ледовыми покровами Антарктиды, над Гренландией, Арктикой, над океанами в тропических широтах.

Свойства воздушных масс определяются районами их формирования. При их перемещении из мест своего формирования в другие они постепенно меняют свои свойства (температуру и влажность). Благодаря циклонам и антициклонам между широтами осуществляется обмен теплом и влагой. Смена циклонов и антициклонов в умеренных широтах приводит к резким изменениям погоды.

Содержание статьи:

Погоду на нашей планете определяют те или иные атмосферные образования. Современный человек уж так устроен, что привык планировать свои дела вне зависимости от погодных условий, но целые области его деятельности полностью зависят от метеоситуации. Дождливую погоду по представлениям современных метеорологов приносят циклоны. Что такое циклон и какова его природа?

Современные представления о циклоне

Циклон представляет собой громадный атмосферный вихрь, своеобразную воронку очень больших размеров. Размер его определяеться величиной диамера - от сотни до тысяч сотен километров. Образуется из-за действия так называемых сил Кориолиса. Возникновения такого вихря происходит при столкновении влажной и теплой тропической воздушной массы с сухой и прохладной арктической. Последняя немного вытесняят теплые потоки воздуха, и те в свою очередь начинают вращение по элипсовидной траектории - так и получается вихрь. В своем движении он увеличивается в размере путем захвата близлежащих воздушных слоев.

Если взглянуть на схематичекое изображение циклона, то можно увидеть внутри низкую область давления, а ближе к периферии - высокую. Поэтому воздух в таком образовании будет двигаться снаружи во внутрь - образуется огромная воронка, которая передвигается со скоростью свыше пятидесяти километров в час.

Какие бывают циклоны?

Климатологи и метеорологи считают, что существует два основных вида:

• тропические
• внетропические.

Первые формируются в тропических широтах, имеют относительно небольшие размеры, но приносят с собой сильные, порою ураганные, ветра и осадки. Внетропические формируются зачастую в северных и умеренных широтах. Они больше тропических по размерам (до нескольких тысяч километров), но скрость перемешения воздуха в них намного меньше. Наибольшей энергией среди этого типа обладают так называемые южные внетропические циклоны. Именно с их приходом на определенной територии начинаются сильные дожди, ветра, грозы.

Циклоны на других планетах

Поскольку в нашей Солнечной системе атмосфера есть у большинства планет, то и атмосферные вихри, подобные земным, фиксируются часто. Например, в атмосфере Венеры ученые нередко фиксируют штормы над южным полюсом, а искусственные спутники уже неоднократно передавали снимки циклонов с этой планеты. Долгоживущий гигантский циклон зафиксирован в атмосфере Юпитера.

Его изучение входит в программу станции "Юнонна", которая недавно достигла этой планеты.

Циклон (от греч. kyklon - кружащийся, крутящийся) - это атмосферный вихрь большого (от сотен до нескольких тыщ км) поперечника с пониженным давлением воздуха в центре.

Циклон - не просто противоположность антициклону, у их различается механизм появления. Циклоны повсевременно и естественным образом возникают из-за вращения Земли, благодаря силе Кориолиса. Следствием аксиомы Брауэра о недвижной точке является наличие в атмосфере как минимум 1-го циклона либо антициклона.

Воздух в циклоне циркулирует против часовой стрелки в Северном полушарии и по часовой стрелке в Южном. Не считая того, в воздушных слоях на высоте от земной поверхности до нескольких сот метров, ветер имеет слагаемое, направленное к центру циклона, по барическому градиенту (в сторону убывания давления). Величина слагаемого миниатюризируется с высотой.

Различают два главных вида циклонов - внетропические и тропические (владеют особенными качествами и появляются еще пореже).

Внетропические циклоны образуются в умеренных либо полярных широтах и имеют поперечник от тыщи км сначала развития, и до нескольких тыщ в случае так именуемого центрального циклона. Посреди внетропических циклонов выделяют южные циклоны, образующиеся на южной границе умеренных широт (средиземноморские, балканские, черноморские, южнокаспийские и т.д.) и смещающиеся на север и северо-восток. Южные циклоны владеют колоссальными припасами энергии; конкретно с южными циклонами в средней полосе Рф и СНГ связаны более сильные осадки, ветры, грозы, шквалы и другие явления погоды.

Тропические циклоны образуются в тропических широтах и имеют наименьшие размеры (сотки, изредка - более тыщи км), однако огромные барические градиенты и скорости ветра, доходящие до штормовых. Для подобных циклонов характерен также так именуемый «глаз бури» - центральная область поперечником 20-30 км с относительно ясной и штилевой погодой. Тропические циклоны могут в процессе собственного развития преобразовываться во внетропические. Ниже 8-10° северной и южной широты циклоны появляются очень изредка, а в конкретной близости от экватора - не появляются совсем.

Малое атмосферное давление в циклоне приходится на центр циклона; к периферии оно вырастает, т.е. горизонтальные барические градиенты ориентированы снаружи циклона вовнутрь. В отлично развитом циклоне давление в центре на уровне моря может снижаться до 950-960 мбар (1 бар = 105 н/м2), а в отдельных случаях до 930-920 мбар (при среднем давлении на уровне моря около 1012 мбар).

Замкнутые изобары (полосы равного давления) неверной, однако в общем округлой формы ограничивают область пониженного давления (барическую депрессию) поперечником от нескольких сотен км до 2-3 тыщ км. В этой области воздух находится в вихревом движении. В свободной атмосфере, выше пограничного слоя атмосферы (около 1000 м) он движется примерно по изобарам, отклоняясь от барического градиента на угол, близкий к прямому, на право в Северном полушарии и на лево в Южном (вследствие воздействия отклоняющей силы Кориолиса и центробежной силы, возникающей при движении по криволинейным траекториям).

В пограничном слое ветер вследствие силы трения более либо наименее существенно (зависимо от высоты) отклоняется от изобар в сторону барического градиента. У земной поверхности ветер образует с барическим градиентом угол порядка 60°, т.е. к вращательному движению воздуха присоединяется направление воздуха внутрь циклона. Полосы тока принимают форму спиралей, сходящихся к центру циклона. Скорости ветра в циклоне посильнее, чем в смежных областях атмосферы; время от времени они добиваются более 20 м/с (шторм) и даже более 30 м/с (ураган).

В связи с восходящими составляющими движения воздуха, отдельно поблизости фронтов атмосферных, в циклоне преобладает пасмурная погода. Основная часть осадков во внетропических широтах выпадает конкретно в циклоне. Вследствие вихревого движения воздуха в область циклона втягиваются разные по температуре воздушные массы из различных широт Земли. С этим связана температурная асимметрия циклона: в различных его секторах температуры воздуха различны. Это относится в особенности к подвижным циклонам, возникающим на основных фронтах тропосферы (арктических, антарктических, полярных). Наблюдаются, но, слабенькие («размытые») циклоны над теплыми участками земной поверхности (пустыни, внутренние моря) - так именуемые тепловые депрессии - неподвижные, с довольно равномерным рассредотачиванием температуры.

С высотой изобары циклона равномерно теряют замкнутую форму. Это происходит по-разному, зависимо от стадии развития циклона и от рассредотачивания температуры в нем. В исходной стадии развития подвижный (передний) циклон обхватывает только нижнюю часть тропосферы. В стадии большего развития циклон может распространяться на всю высоту тропосферы и даже простираться в нижнюю стратосферу. Тепловые депрессии всегда ограничиваются нижней тропосферой.

Подвижные циклоны передвигаются в атмосфере в общем с запада на восток. В каждом отдельно взятом случае направление перемещения определяется направлением общего переноса воздуха в верхней тропосфере. Обратные перемещения редки. Средние скорости перемещения циклона порядка 30-45 км/ч, однако встречаются циклоны, которые движутся резвее (до 100 км/ч), отдельно в исходных стадиях развития; в заключительной стадии циклоны могут длительно не поменять положения.

Перемещение циклона через какой-нибудь район вызывает резкие и значимые местные (локальные) конфигурации не только лишь атмосферного давления и ветра, однако также температуры и влажности воздуха, облачности, осадков.

Подвижные циклоны развиваются обычно на ранее появившихся основных фронтах тропосферы, как волновые возмущения при переносе воздуха по обе стороны фронта. Неуравновешенные передние волны вырастают и преобразуются в циклонические вихри. Перемещаясь повдоль фронта (обычно вытянутого по широте), циклон, в свою очередь, деформирует его, создавая меридиональные составляющие ветра и тем содействуя переносу теплого воздуха в фронтальной (восточной) части циклона к высочайшим широтам и прохладного воздуха в тыловой (западной) части циклона - к низким широтам. В южной части циклона в нижних слоях создается так именуемый теплый сектор, ограниченный теплым и прохладным фронтами (стадия юного циклона). В следующем, при смыкании прохладного и теплого фронтов (окклюзия циклона), теплый воздух оттесняется прохладным воздухом от земной поверхности в высочайшие слои, теплый сектор ликвидируется, и в циклоне устанавливается более равномерное рассредотачивание температуры (стадия окклюдированного циклона). Припас энергии, способной перевоплотиться в кинетическую, в циклоне иссякает; циклон затухает либо соединяется воединыжды с другим циклон.

На главном фронте обычно развивается серия (семейство) циклонов, состоящая из нескольких циклонов, перемещающихся один за одним. В конце развития серии отдельные еще не затухшие циклоны, объединяясь, образуют широкий, неподвижный, глубочайший и высочайший центральный циклон, состоящий из прохладного воздуха во всей собственной толще. Равномерно и он затухает. Вместе с этим с образованием циклона появляются меж ними промежные антициклоны с высочайшим давлением в центре. Весь процесс эволюции отдельного циклона занимает некоторое количество дней; серия циклонов и центральный циклон могут существовать одну-две недели. В каждом полушарии в каждый момент есть возможность найти немного основных фронтов и связанных с ними серий циклонов; общее число циклонов за год составляет много сотен над каждым полушарием.

Есть определенные широты и области, в каких образование основных фронтов и передних возмущении происходит относительно постоянно. В итоге есть определенные географические закономерности в повторяемости появления и перемещения циклонов и антициклонов и их серий, т.е. в так именуемой циклонической деятельности. Но воздействия суши и моря, топографии, орографии и др. географических причин на образование и перемещение циклонов и антициклонов и их взаимодействие делают общую картину циклонической деятельности очень сложной и стремительно меняющейся. Циклоническая деятельность приводит к междуширотному обмену воздухом, количеством движения, тепла, воды, что делает ее важным фактором в общей циркуляции атмосферы.

Циклоны появляются не только лишь в атмосфере Земли, да и в атмосферах других планет. К примеру, в атмосфере Юпитера уже многие годы наблюдается так называемое Огромное красноватое пятно, которое является, по всей видимости, долгоживущим антициклоном.

Первоисточники:

Дополнительно на сайт:

Еще совсем недавно, до изобретения спутников, метеорологи не могли и представить, что ежегодно в земной атмосфере возникает около 150 циклонов и порядка 60 антициклонов.

Теперь же ученым известно не только их количество, но и процесс образования, а также влияние на на Земле. Что же это за природные явления? Как они возникают и какую роль играют в земном климате?

Что такое циклон?

В тропосфере (нижнем атмосферном слое) беспрестанно появляются и исчезают атмосферные вихри. Многие из них довольно малы, но некоторые имеют огромный размер и достигают в поперечнике нескольких тысяч километров.

Если такой вихрь движется против часовой стрелки в северном полушарии или по часовой в южном, а внутри наблюдается область пониженного давления, то его называют циклоном. Он имеет колоссальный запас энергии и приводит к негативным погодным явлениям, таким как гроза, сильные ветры, шквалы.

В зависимости от места образования циклоны бывают тропические и внетропические. Первые возникают в тропических широтах и обладают небольшими размерами (несколько сотен километров в диаметре). В их центре обычно находится район диаметром 20–25 км с солнечной погодой, а по краям бушуют бури и ветры.


Внетропические циклоны, образуемые в полярных и умеренных широтах, достигают гигантских размеров и одновременно покрывают большие территории земной поверхности. В разных районах их называют по-разному: в Америке – , в Азии – тайфуном, а в Австралии – вилли-вилли. Каждый мощный циклон получает собственное имя, например Катрина, Сэнди, Нэнси.

Как возникает циклон?

Причина возникновения циклонов кроется во вращении земного шара и связана с силой Кориолиса, согласно которой при движении против часовой стрелки вихри отклоняются в левую сторону, а по часовой уходят вправо. Формирование циклонов происходит в тех случаях, когда теплые экваториальные массы воздуха встречаются с сухими арктическими потоками. При столкновении между ними возникает барьер – атмосферный фронт.

В попытке преодолеть эту границу холодные потоки оттесняют часть теплых слоев, а те, в свою очередь, сталкиваются с идущими за ними холодными массами и начинают вращение по эллипсоидной траектории. Постепенно они захватывают прилагающие воздушные слои, втягивают их в свое движение и перемещаются по поверхности Земли со скоростью до 50 километров в час.

Что такое антициклон?

Антициклоны, как видно из названия, выступают полной противоположностью циклонам и приносят на определенные территории хорошую погоду.


В их внутренней части находится область повышенного давления, а скорость движения варьируется от 30 до 40 километров в час в зависимости от полушария. Нередко антициклоны зависают в неподвижном состоянии, надолго сохраняя в конкретном регионе малую облачность, безветрие и отсутствие осадков.

В летнее время антициклоны приводят к жаре, зимой, напротив, – к сильным морозам. Возникают они в приполярных или субтропических широтах, причем при образовании над мощным ледовым покровом (например, в Антарктиде) становятся более выраженными.

Для антициклонов характерны резкие перепады температур на протяжении суток, что объясняет отсутствие осадков, которые, как правило, оказывают влияние на температуру и делают разницу в градусах не столь заметной. Иногда во время их движения над земной поверхностью появляются туманы или слоистые облака.

Как развиваются антициклоны?

Антициклоны имеют более сложную структуру, нежели циклоны. В северном полушарии в них передвигаются по часовой стрелке, в южном – против. К образованию антициклонов приводит вторжение холодных воздушных потоков в более теплые.


В результате в области столкновения повышается давление и образуется так называемый высотный гребень, под которым начинает формироваться центр вихря. По мере разрастания антициклоны достигают размеров до нескольких тысяч километров в диаметре и передвигаются с запада на восток, отклоняясь к нижним широтам.

В курсе географии 8 класса изучается ряд тем, посвященных различным процессам в атмосфере. Их необходимо изучить и понять, так как в них раскрываются причины и способы формирования и изменения погоды, ее предсказания, что имеет практическую ценность для каждого человека.

Что такое циклоны и антициклоны

Одним из наиболее интересных механизмов являются своеобразные «воздушные насосы» - атмосферные вихри огромных размеров, основной ролью которых является формирование погоды на больших площадях земной поверхности.

Высота их составляет до 20 км., а диаметр может достигать 4-5 тыс. км.

Рис. 1. Гигантский атмосферный вихрь.

Циклон при этом представляет собой воздушный вихрь, собирающий и выбрасывающий воздух вверх из собственного центра. Антициклон, наоборот, втягивает воздух из верхних слоев атмосферы и распределяет его у поверхности.

Это происходит потому, что циклон представляет собой область низкого давления, воздух устремляется туда, где давление наиболее низкое, то есть в центр циклона. Там формируются восходящие потоки воздуха.

ТОП-1 статья которые читают вместе с этой

Антициклон является атмосферным вихрем, характеризующимся высоким давлением. Он наоборот, «разгоняет» воздушные массы от собственного центра, втягивая их из более высоких слоев атмосферы. В его центре формируются нисходящие потоки, которые спирально от центра распределяются по земной поверхности.

Образуются атмосферные вихри часто в областях атмосферных фронтов, основной причиной их формирования является вращение Земли.

Рис. 2. Схема структуры циклона и антициклона.

Подобные явления наблюдаются и в атмосфере других планет. Внеземным долгоживущим циклоном является Малое Темное Пятно в атмосфере Нептуна, а антициклоном – Большое Красное Пятно на Юпитере.

Сравнение особенностей атмосферных вихрей

Циклоны и антициклоны обладают чертами различия и сходства. Сходство их состоит в:

• вихревой структуре;
• важной роли в формировании погоды над большими по площади регионами.

На появление антициклона оказывает влияние формирование циклонов поблизости - избыточный воздух, выбрасываемый вихрем с низким давлением, накапливается и провоцирует развитие области повышенного давления, антициклонов.

Черты различия атмосферных вихрей представлены в таблице сравнительных характеристик:

На синоптических картах для обозначения циклонов и антициклонов используются буквы: Н - означает область низкого давления, В - область высокого давления.

Рис. 3. Синоптическая карта.

Виды циклонов и антициклонов

Существует несколько типов циклонов, называемых по месту формирования:

• арктические;
• умеренных широт;
• южные внетропические;
• тропические.

Большинство циклонов, проходящих по территории России формируются над Атлантикой, двигаются с запада на восток и относятся к арктическим или умеренным. Это большие по площади атмосферные вихри.

Тропические циклоны являются самыми опасными - они характеризуются сравнительно небольшими размерами всего в сотни километров, аномально низким давлением в центре, а следовательно - очень большими скоростями ветров, доходящими до буревых. Именно такие циклоны причиняют наибольшие разрушения в прибрежных странах Азии и Северной Америки. Они возникают только над морем и быстро затухают при переходе на сушу.

Антициклоны и циклоны имеют в среднем срок жизни в 3-10 дней, пока не выровняется атмосферное давление. Однако, существуют и постоянные, существующие годами, например: Исландский и Алеутский циклоны, Индийский и Сибирский антициклоны.

Что мы узнали?

Образование атмосферных вихрей зависит от распределения давления воздуха в атмосфере и сил Кориолиса, возникающих при вращении Земли. При некотором сходстве они много чем отличаются друг от друга: вращаются в разные стороны, обеспечивают разную погоду, возникают в различных условиях.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.1 . Всего получено оценок: 270.