Природное явление циклона и антициклона ученые определили по изменениям температуры, влажности и запыленности. Воздушные массы имеют различные свойства в зависимости от места расположения. В заснеженных районах Арктики и Антарктиды воздух холодный, прозрачный и сухой. Над Экватором он становится горячим и влажным.

После долгих наблюдений за атмосферой ученые дали понятное определение что такое циклон и антициклон. Они пришли к выводу, что слои атмосферы состоят из больших воздушных лавин, которые свободно передвигаются в пространстве. В слоях атмосферы происходит постоянное перемещение порывов ветра. Непостоянство воздуха позволило сделать открытия.

Что такое циклон и антициклон определение и основные моменты освещаются в научной литературе с разных точек зрения. Но все понятия описывают процесс возникновения атмосферных вихревых возмущений.

• Явления циклона – это атмосферные вихри внушительных размеров с пониженным давлением воздуха. Они приносят шквальные ветры, ураганы, грозы и другую малоприятную погоду. Их возникновение происходит вследствие вращения Земли. Циклоны северного полушария перемещают воздух против часовой стрелки. В южном полушарии они двигаются в обратную сторону. Они обладают энергетической мощью и приносят сильные порывистые ветры, обильные осадки, грозовые тучи и молнии.
• Явления антициклона отличаются повышенным давлением. В северном полушарии антициклоны вращаются по часовой стрелке, а в южном полушарии наоборот. Они приносят ясную устойчивую погоду, отсутствие ветров и осадков. Летом на время устанавливается теплая малооблачная погода. Зимой в такие дни бывает ясно и холодно.

В разных уголках Земли воздушные массы бывают холодными и теплыми благодаря тому, что движение воздуха циклона и антициклона постоянно меняется. Потоки периодически сталкиваются и вытесняют друг друга. В слоях атмосферы происходит постоянное перемещение порывов ветра, от небольших по размерам до невероятно огромных по площади. Циклоны и антициклоны достигают в диаметре 3500-4000 км высотой 20 км.

Взаимосвязанные явления

На первый взгляд эти объемные массы не должны иметь ничего общего. Они противоположны по своей сути, имеют разную природу возникновения. Тем не менее, прочное взаимодействие друг с другом показывают, что общего у циклона и антициклона:

• если в одном месте отмечается пониженное атмосферное давление, то в другом регионе давление возрастает
• неоднородное нагревание разных участков поверхности и вращение Земли является общим механизмом, который заставляет двигаться антициклон и циклон
• оба они появляются только в определенных местах. Например, чем обширнее поверхность покрыта льдом, тем большая вероятность возникновения избыточных воздушных масс.

Над Антарктидой периодически можно наблюдать самый мощный антициклон, над Гренландией – относительно слабый, над Арктикой – средней мощности.

Циркуляция атмосферы

Атмосферные вихри ясно характеризуют, что такое антициклоны и циклоны. В верхних слоях Земли есть область низкого давления. В центре ее давление всегда ниже, чем на периферии. Именно в этом месте образуются мощные атмосферные потоки воздуха, которые перемещаются в правую сторону и называются циклоны.

Совсем по-другому, в точности до наоборот, ведут себя антициклоны. Они образуются в области высокого давления. Наивысшие показатели достигаются в центре и уклоняются влево.

В северном и южном полушарии явления циклонов и антициклонов создают прямо противоположные действия. Одни из них символизируют разрушения и потрясения. Летом могут быть проливные дожди, сильный ветер, ураганы и грозы. Зимой – снегопады, шторма, вьюги. Другие явления несут малую подвижность и спокойствие. Перемена погоды дает понять, что такое циклон и антициклон.

Антициклоны характеризуются слабым ветром, минимальным количеством выпадения осадков или их полным отсутствием. Летом они делают дни теплыми, в некоторых районах жаркими, зимой солнечными и морозными.

Циклон и антициклон что это такое, и почему в ясный день устанавливается холодная погода?

Если бы воздух на земле всегда распределялся равномерно, то ветра как такового бы в природе не существовало. Такого в природе не наблюдается.

В областях с высоким давлением всегда есть переизбыток воздуха. Низкое давление, наоборот, отличается его недостатком. Соответственно, воздушные массы распределены на поверхности земли не одинаково. С областей повышенного давления воздуха облака притягиваются циклоном. Поэтому внутри него всегда бывает облачно.

При антициклоне, наоборот, облака вытесняются. Небо становится ясным. Зимой солнце стоит низко, воздух не прогревается. Облаков нет, тепло не задерживается, на улице холодно. По этому признаку можно определить присутствие антициклона.

Этапы развития

Явления циклона и антициклона тесно связаны между собой. По сути, это единый процесс длинных волн. Циклон и антициклон проходит несколько этапов развития:

1. волнообразная стадия (начальная)
2. стадия молодой воздушной массы
3. достижение максимального развития
4. период заполнения воздушной массы

Начальную стадию циклон проходит в течение суток. Она характеризуется изменением поверхности. Вихри на высоте не видны. Тёплый воздух начинает двигаться в сторону холодного. На небе появляются слоистые облака.

Во второй стадии теплый и холодный фронт соединяются в центре циклона. Между ними образуется область теплой воздушной массы. Остальная часть заполняется холодным воздухом. В таком состоянии массы воздуха также находятся в течение суток.

Третья стадия сопровождается в центре наименьшим давлением. Она длится от 12 до 24 часов. Давление в центре циклона резко повышается, а скорость ветра становится меньше. Теплый воздушный поток остается внизу. Холодный воздух пытается его преодолеть. На определенном участке часть слоя оттесняется назад. В итоге происходит столкновение масс.

Потом поток воздуха стремительно превращается в мощный вихрь, скорость ветра значительно усиливается и проникает в верхние слои атмосферы Циклон захватывает прилегающие слои воздуха, затягивает их со скоростью до 50 км/ч. На отдаленных фронтах достигается большая скорость, чем в центре. В этот период из-за низкого давления происходит резкое изменение погоды.

Развитый циклон переходит в четвертую стадию и действует в течение четырех суток и более. Облачный вихрь смыкается в центре и потом сдвигается к периферии. На этом этапе уменьшается скорость, выпадают обильные осадки.

Явление циклона характеризуется недостатком воздуха. Для его восполнения поступают холодные течения. Они выталкивают наверх тёплый воздух. Тот остывает, вода конденсируются. Появляются облака, из которых выпадают обильные осадки. Вот что такое циклон, и почему при его возникновении резко меняется погода.

Виды циклонов

Продолжительность вихря от нескольких дней до недель. В области пониженного давления может длиться до года (например, Исландский или Алеутский циклон). По своему происхождению виды циклонов различаются в зависимости от места его возникновения:

• вихри в умеренных широтах
• тропический вихрь
• экваториальный
• арктический

В атмосфере Земли постоянно образуется движение масс. В ней все время разрушаются вихри самых разных размеров. Теплые и холодные течения воздуха сталкиваются в умеренных широтах и образуют области высокого и низкого давления, что приводит к возникновению вихрей.

Большую опасность создает тропический циклон. Он образуется там, где температуре поверхности океана не меньше двадцати шести градусов. Усиленное испарение способствует увеличению влажности. В результате чего вертикальные воздушные массы устремляются вверх.

С сильным порывом захватываются новые объемы воздуха. Они уже достаточно прогрелись и стали влажными над поверхностью океана. Вращаясь на огромной скорости, потоки воздуха превращаются в ураганы разрушающей силы. Конечно, не каждый тропический циклон приносит разрушения. Когда они перемещаются на сушу, то быстро затихают.

Скорость движения в разных стадиях

1. движение, не превышающее 17 м/с, характеризуется, как возмущение
2. при 17-20 м/с наблюдается некоторая депрессия
3. когда центр достигает скорости 38 м/с, надвигается шторм
4. когда поступательное движение циклона превышает 39 м/с, наблюдается ураган

В центре циклона преобладает область тихой погоды. Внутри образуется более тёплая температура, чем в остальной части воздушного потока, наблюдается меньшая влажность. Тропический циклон самый южный, отличается меньшими размерами и большей скоростью ветра.

Для удобства явления антициклонов и циклонов стали называть сначала цифрами, буквами и т.д. Сейчас они получили женские и мужские имена. При обмене информации это не создает путаницу и уменьшает количество ошибок в прогнозах. Каждое имя содержит определенные данные.

Явления антициклона и циклона, которые формируются над океаном, отличаются по своим свойствам от тех, которые возникли над материком. Морские воздушные масса зимой теплые, а летом холодные в сравнении с континентальным воздухом.

Тропические циклоны

Тропические циклоны, в основном, захватывают районы юго-восточного побережья Азии, восточную часть острова Мадагаскар, Антильские острова, Аравийское море и Бенгальский залив. За год наблюдается более семидесяти мощных циклонов.

Они называются по-разному, в зависимости от места возникновения:

• Северная и Центральная Америка – ураган
• Западное побережье Мексики в Тихом океане – кордонасо
• Восточная Азия – тайфун
• Филиппины – баруйо/ багуйо
• Австралия – вилли-вилли

Свойства умеренных, тропических, экваториальных и арктических воздушных масс легко определить по имени. У каждого тропического циклона есть свое имя, например, «Сара», «Флора», «Нэнси» и т.д.

Заключение

Вертикально-горизонтальных движений воздушные массы перемещаются в пространстве. Атмосфера – это воздушный океан, ветры – его течение. Их безграничная энергия переносит по всем широтам тепло и влагу, из океанов на материки и обратно. Влага и тепло на Земле перераспределяется благодаря постоянному движению воздушных масс.

Если бы не было явления антициклонов и циклонов, то температура у полюсов была бы ниже, а на экваторе было бы жарче. Явление антициклона и циклона - мощная сила, которая может разрушать, откладывать и переносить с одного места на другое частицы пород.

Сначала от ветра работали мельницы, где мололи зерно. На парусниках он помогал преодолевать большие расстояния морей и океанов. Позже появились ветряные двигатели, с помощью которых люди получают электроэнергию.

Циклон и антициклон - это природный «механизм», который переносит воздушные массы и влияет на изменение погоды. Все больше углубляясь в тайны, что такое циклоны и антициклоны, возможно, люди научатся использовать эти явления природы с максимальной выгодой и пользой для человечества.

Морской сайт Россия нет 13 ноября 2016 Создано: 13 ноября 2016 Обновлено: 13 ноября 2016 Просмотров: 31919

Сведения о погоде и состоянии моря, необходимые для решения вопроса о выборе курса следования или производстве работ в море, могут быть получены в виде факсимильных передач различных карт.

Этот вид гидрометеорологической информации является наиболее информативным.

Он характеризуется большим разнообразием, оперативность и наглядностью.В настоящее время региональные гидрометеорологические центры составляют и передают в эфир большое количество самых разнообразных карт. Ниже приводится список карт, наиболее используемых для нужд мореплавания.

Приземный анализ погоды. Карта составляется на основе приземных метеорологических наблюдений в основные сроки.

Приземный прогноз погоды. Показывает ожидаемую погоду в указанном районе через 12, 24, 36 и 48 часов.

Приземный прогноз малой заблаговременности. Приводится ожидаемое положение барической системы (циклонов, антициклонов, фронтов) в приземном слое на следующие 3-5 дней.

Анализ поля волнения. Эта карта дает характеристику поля волнения по району - направление распространения волн, их высоту и период.

Прогноз поля волнения. Показывает прогнозируемое поле волнения на 24 и 48 часов - направление волнения и высоту преобладающих волн.

Карта ледовых условий. Показана ледовая обстановка в данном районе (сплоченность, кромка льда, полыньи и другие характеристики) и положение айсбергов.

Карты нефелометрического анализа (карты погоды по данным спутников).

Карты приземного анализа содержат данные о фактической погоде в нижних слоях атмосферы. Барическое поле на этих картах представлено изобарами на уровне моря.
Основные приземные карты составляют на 00.00, 06.00, 12.00 и 18.00 часов среднего гринвического времени. Прогностические карты - это карты ожидающейся синоптической обстановки (l2, 24, 36, 48, 72 часов). На приземных прогностических картах, указываются предполагаемые положения центров циклонов и антициклонов, фронтальных разделов, барических полей.

При чтении факсимильных гидрометеорологических карт первоначальную информацию штурман получает из заголовка карты.

Заголовок карты содержит следующую информацию:

тип карты;

географический район, охватываемый картой;

позывные гидрометеостанции;

дата и время издания;

дополнительные сведения.

Тип и район карты характеризуется первыми четырьмя символами, причем первые два характеризуют тип, а последующие два – район карты. Например:

ASAS – приземный анализ (AS – analysis surface) для азиатской части (AS – Asia);

FWPN – прогноз волнения (FW – forecast wave) для северной части Тихого океана (PN – Pacific North). Часто встречаемые сокращения приведены ниже:

1. Карты анализа гидрометеообстановки.

AS – приземный анализ (Surface Analysis);

AU – высотный анализ (Upper Analysis) для различных высот (давлений);

AW – анализ волнения/ветра (Wave/Wind Analysis);

2. Прогностические карты (на 12, 24, 48 и 72 часа).

FS – приземный прогноз (Surface Forecast)

FU – высотный прогноз (Upper Forecast) для различных высот (давлений).

FW – прогноз ветра/волнения (Wave/Wind Forecast)

3. Специальные карты.

ST – ледовый прогноз (Sea Ice Condition);

WT – прогноз тропических циклонов (Tropical Cyclone Forecast);

CO – карта температуры поверхности воды (Sea Surface Water Temperature);

SO – карта поверхностных течений (Sea Surface Current).

Для обозначения района, охватываемого картой, обычно используются следующие сокращения:

AS – Азия (Asia);

AE – юго-восточная Азия

PN – северная часть Тихого океана (Pacific North);

JP – Япония (Japan);

WX – экваториальный пояс (Equator zone) и т. д.

Четыре буквенных символа могут сопровождаться 1-2 цифровыми символами, уточняющими тип карты,например FSAS24 – приземный анализ на 24 часа или AUAS70 – надземный анализ для давления 700 гПа.

За типом и районом карты следуют позывные радиостанции, передающей карту (например, JMH – Japan Meteorological and Hydrographic Agency). Во второй строке заголовка указывается дата и время составления карты.
Дата и время приведены к Гринвичскому или Всемирному координированному времени. Для обозначения приведенного времени используются сокращения Z (ZULU) и UTC (Universal Coordinated Time) соответственно, например, 240600Z JUN 2007 – 24 июня 2007г., 06.00 по Гринвичу.

В третьей и четвертой строках заголовка расшифровывается тип карты и дается дополнительная информация (рис. 18.15).

Барический рельеф на факсимильных картах представлен изобарами – линиями постоянного давления. На японских картах погоды изобары проведены через 4 гектопаскаля для давлений,кратных 4 (например, 988, 992, 996 гПа).
Каждая пятая изобара, т.е. кратная 20 гПа, проведена жирной линией (980, 1000, 1020 гПа). На таких изобарах обычно (но не всегда) подписано давление. В случае необходимости, проводятся также промежуточные изобары через 2 гектопаскаля. Такие изобары проводятся пунктирной линией.

Барические образования на картах погоды Японии представлены циклонами и антициклонами. Циклоны обозначаются буквой L (Low), антициклоны – буквой H (High).
Центр барического образования обозначен знаком «×». Рядом указано давление в центре. Стрелка возле барического образования указывает направление и скорость его перемещения.

Рис. 18.15. Карта приземного анализа погоды для азиатского района

Существуют следующие способы обозначения скорости передвижения барических образований:

ALMOST STNR – практически неподвижный (almost stationary) – скорость барического образования менее 5 узлов;

SLW – медленно (slowly) – скорость барического образования от 5 до 10 узлов;

10 kT – скорость барического образования в узлах с точностью до 5 узлов;

К наиболее глубоким циклонам даются текстовые комментарии, в которых дается характеристика циклона, давление в центре, координаты центра, направление и скорость перемещения, максимальная скорость ветра, а также зона ветров со скоростями, превышающими 30 и 50 узлов.

Пример комментария к циклону:

DEVELOPING LOW 992 hPa 56.2N 142.6E NNE 06 KT MAX WINDS 55 KT NEAR CENTER OVER 50 KT WITHIN 360 NM OVER 30 KT WITHIN 800 NM SE-SEMICIRCULAR 550 NM ELSEWHERE,

DEVELOPING LOW – развивающийся циклон. Может также быть DEVELOPED LOW – развитой циклон;

давление в центре циклона - 992 гПа;

координаты центра циклона: широта - 56.2° N, долгота - 142.6° E;

циклон движется на NNE со скоростью 6 узлов;

максимальная скорость ветра вблизи центра циклона - 55 узлов.

Особое место на картах погоды занимает тропический циклон (ТЦ). Всемирная метеорологическая организация дает определение ТЦ как "циклон тропического происхождения малого диаметра (несколько сотен километров) с минимальным давлением у поверхности, иногда менее 900 гПа, очень сильными ветрами и проливным дождем; иногда сопровождается грозами. В нем обычно различают центральную область, или "глаз урагана", с диаметром порядка нескольких десятков километров, слабым ветром и более или менее незначительной облачностью.

Фронтальные системы в тропических циклонах отсутствуют. В Атлантике ТЦ называют ураганами, на Тихом океане - тайфунами, на севере Индийского океана - циклонами, на юге Индийского океана - арканами, у берегов Австралии - вилли-вилли.

Продолжительность существования ТЦ от 3 до 20 суток. Атмосферное давление в ТЦ от периферии к центру падает и в центре составляет 950-970 мб. Скорость ветра в среднем на удалении 150-200 миль от центра 10-15 м/с, в 100-150 милях − 15-22 м/с, в 50-100 милях – 22-25 м/с, а в 30-35 милях от центра скорость ветра достигает 30 м/с.

Важным признаком приближающегося ТЦ на расстояниях до 1500 миль от центра циклона может служить появление перистых облаков в виде тонких прозрачных полос, перьев или хлопьев, которые хорошо видны при восходе и заходе солнца. Когда эти облака кажутся сходящимися в одной точке за горизонтом, то можно считать, что на расстоянии около 500 миль от судна в направлении сходимости облаков расположен центр ТЦ.

В развитии тропический циклон проходит 4 основные стадии:

TD – тропическая депрессия (Tropical Depression) – область пониженного давления (циклон) со скоростью ветра до 17 м/с (33 уз., 7 баллов по шкале Бофорта) с ярко выраженным центром;

TS – тропический шторм (Tropical Storm) – тропический циклон со скоростью ветра 17-23 м/с (34-47 уз., 8-9 баллов по шкале Бофорта);

STS – сильный (жестокий) тропический шторм (Severe Tropical Storm) – тропический циклон со скоростью ветра 24-32 м/с (48-63 уз., 10-11 баллов по шкале Бофорта);

T – тайфун (Typhoon) – тропический циклон со скоростью ветра более 32,7 м/с (64 уз., 12 баллов по шкале Бофорта).

Направление и скорость перемещения тропического циклона указывается в виде вероятного сектора движения и кругов вероятного положения через 12 и 24 часа. Начиная со стадии TS (тропический шторм), на картах погоды дается текстовый комментарий к тропическому циклону, а, начиная со стадии STS (сильный тропический шторм), тропическому циклону присваивается номер и имя.

Пример комментария к тропическому циклону:

T 0408 TINGTING (0408) 942 hPa

26.2N 142.6E PSN GOOD NORTH 13 KT

MAX WINDS 75 KT NEAR CENTER EXPECTED MAX WINDS 85

KT NEAR CENTER FOR NEXT 24 HOUR OVER 50 KT WITHIN 80

NM OVER 30 KT WITHIN 180 NM NE-SEMICIRCULAR

270 NM ELSEWHERE,

T (тайфун) - стадия развития тропического циклона;

0408 - национальный номер;

имя тайфуна - TINGTING;

(0408) - международный номер (восьмой циклон 2004 года);

давление в центре 942 гПа;

координаты центра циклона 56.2° N 142.6° E. Координаты определены с точностью до 30 морских миль (PSN GOOD).

Для указания точности определении координат центра циклона используются следующие обозначения:

PSN GOOD – точность до 30 морских миль;

PSN FAIR – точность 30-60 морских миль;

PSN POOR – точность ниже 60 морских миль;

движется на NORTH со скоростью 13 узлов;

максимальная скорость ветра 75 узлов вблизи центра;

ожидаемая максимальная скорость ветра 85 узлов на следующие 24 часа.

На картах погоды также указываются опасные для навигации явления в виде гидрометеорологических предупреждений. Виды гидрометеорологических предупреждений:

[W] – предупреждение о ветре (Warning) со скоростью до 17 м/с (33 узлов, 7 баллов по шкале Бофорта);

– предупреждение о сильном ветре (Gale Warning) со скоростью 17-23 м/с (34-47 узлов, 8-9 баллов по шкале Бофорта);

– предупреждение о штормовом ветре (Storm Warning) скоростью 24-32 м/с (48-63 узлов, 10-11 баллов по шкале Бофорта);

– предупреждение об ураганном ветре (Typhoon Warning) со скоростью более 32 м/с (более 63 узлов, 12 баллов по шкале Бофорта).

FOG [W] - предупреждение о сильном тумане (FOG Warning) с видимостью менее ½ мили. Границы района предупреждения обозначаются волнистой линией. Если район предупреждения невелик, границы его не указываются. В этом случае считается, что район занимает прямоугольник, описанный вокруг надписи предупреждения.

Нанесение гидрометеорологических данных на карты погоды производится по определенной схеме,условными знаками и цифрами, вокруг кружка, обозначающего местоположение гидрометеостанции или судна.

Пример информации от гидрометеостанции на карте погоды:

В центре находится круг, изображающий гидрометеостанцию. Штриховка круга показывает общее количество облаков (N):

dd - направление ветра, обозначается стрелкой, идущей к центру кружка станции со стороны, откуда дует ветер.

ff - скорость ветра, изображается в виде оперения стрелки следующими символами:

При отсутствии ветра (штиль) символ станции изображается двойным кружком.

VV- горизонтальная видимость, показываемая цифрой кода по следующей таблице:

PPP – атмосферное давление в десятых долях гектопаскаля. Цифры тысяч и сотен гектопаскалей опускаются. Например, давление 987,4 гПа наносится на карту как 874, а 1018,7 гПа как 187. Знак “ххх” указывает, что давление не измерялось.

ТТ – температура воздуха в градусах. Знак “хх” указывает, что температура не измерялась.

Nh - количество облаков нижнего яруса (CL), а при их отсутствии количество облаков среднего яруса (CM), в баллах.

CL, CM, CH - форма облаков нижнего (Low), среднего (Middle) и верхнего (High) ярусов, соответственно.

pp - величина барической тенденции за последние 3 часа, выражается в десятых долях гектопаскаля, знак “+” или “–” перед pp означает соответственно повышение или понижение давления за последние 3 часа.

a - характеристика барической тенденции за последние 3 часа, обозначается символами,характеризующими ход изменения давления.

w - погода между сроками наблюдений.

ww - погода в срок наблюдения.

На отечественных синоптических картах зоны пониженного давления - циклоны (Low Pressure Systems, Cyclones) - обозначаются буквой H (низкое). На зарубежных картах используется буква L (Low, низкое давление).

В северном полушарии из-за силы Кориолиса воздушные массы по ходу своего движения отклоняются вправо и закручиваются вокруг области высокого давления по часовой стрелке, а вокруг области низкого давления - против часовой стрелки:

В южном полушарии все происходит наоборот.

Основные неприятности нам доставляют именно циклоны - гигантские воздушные вихри с теплым и холодным фронтами. В момент зарождения циклон умеренных широт имеет размер около 500 морских миль в диаметре.

Давайте рассмотрим, как возникает, развивается и прекращает свое существование типичный циклон умеренных широт в северном полушарии.

1. Как мы уже знаем, в районе 60° широты рядом сосуществуют пришедшие из субтропиков теплые воздушные массы и холодный полярный воздух. Представим, что на границе этих масс происходит встречное локальное движение.

2. Теплый ветер направлен на север, холодный - на юг, из области контакта этих ветров воздух выдувается в разные стороны и образуется область пониженного давления.

3. Вследствие действия силы Кориолиса воздушные массы начинают закручиваться вокруг образовавшейся области пониженного давления против часовой стрелки и перемешиваться. Фронты теплого и холодного воздуха начинают вращаться.

4. Фронт - это пограничная зона между массами теплого и холодного воздуха. Если масса теплого воздуха надвигается на массу холодного - это теплый фронт (Warm Front), если наоборот - холодный (Cold Front). На синоптической карте теплый фронт обозначают красными полукругами, холодный - синими треугольниками в направлении движения. Так как теплый фронт тормозится более плотным и тяжелым холодным воздухом, холодный фронт всегда движется быстрее теплого. Зона теплого воздуха между теплым и холодным фронтами называется теплым сектором (Warm Sector). В конце концов холодный фронт догоняет теплый и в месте их соприкосновения образуется фронт окклюзии (Occlusion).

5. Холодный фронт продолжает догонять теплый, происходит активное перемешивание воздушных масс на окклюдированном фронте, теплый сектор уходит в верхние слои атмосферы, давление в ядре циклона повышается. Циклон постепенно прекращает свое существование.

Мы посмотрели на процесс образования циклона сверху, давайте посмотрим, как выглядит циклон в средней фазе своего развития в поперечном разрезе, каковы признаки приближения циклона и характеристики циклона в целом:

Как целое образование в разгар своего развития циклон перемещается в направлении ветра, дующего в теплом секторе, т.е. движется по направлению изобар теплого сектора.

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:

	Циклон	Антициклон
Место формирования	Чаще над океанами, может образовываться везде, кроме экваториальной области, где не действует сила Кориолиса, связанная с вращением Земли	В тропиках, над океанами и над ледовыми полями
Размер (диаметр)
Передвижение	Постоянное, скорость 30-60 км\ч, тропические штормовые тайфуны намного быстрее	Малоподвижен или имеет скорость в 20-40 км\ч
Давление	В центре — низкое, на периферии повышается	В центре — высокое, на периферии понижается
Направление вращения	В Северном полушарии вращаются против часовой стрелки, в Южном - наоборот	В Северном полушарии вращение по часовой стрелке, и наоборот - в Южном
Приносит погоду	Ветер, облака, осадки	Ясно или малооблачно, безветренно, без осадков

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: 617.

3,720 Просмотров

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ НА ОТЕЧЕСТВЕННЫХ

ФАКСИМИЛЬНЫХ КАРТАХ

1. Цели работы:

– изучить систему цифровых и графических символов, применяемую для нанесения гидрометеорологических элементов на синоптическую

2. Пособия

1. Пособия ,-,,,,,.

2. Комплект факсимильных карт.

3. Краткие теоретические сведения

Любая карта, в том числе гидрометеорологическая, является на­глядным и оперативным средством отражения объективной реальности. В быстро изменяющихся гидрометеорологических условиях океаничес­кого плавания и промысла факсимильные карты при систематическом приеме на судне и умении анализировать их могут повысить безопасность плавания и эффективность промысла.

В практике мореплавания и промысла наиболее целесообразно использование следующих карт:

– приземного анализа (карта погоды, синоптическая карта, при­земная карта), составляемого на основные сроки наблюдений – 00, 06, 12, l8 ч среднего гринвичского времени (СГВ). Это основные карты, их называют также фактическими, сокращенное обозначение AS – анализ поверхностный, приземный;

– приземного прогноза погоды на сроки 12, 24, 36, 48, 72, 96 ч. Это прогностические карты, их сокращенное обозначение FS – прог­ноз поверхностный, приземный;

– анализа ветра и волнения, в которых приводится характеристи­ка фактических полей ветра и волнения (направление и скорость вет­ра, направление перемещения, высота, период волны). Их сокращенное обозначение АХ;

– прогноза ветра и волнения – прогнозируемые поля ветра и вол­нения (направление и скорость ветра, направление и высота волны). Их сокращенное обозначение FX ;

– анализа температуры воды, на которой приводится поле темпе­ратуры воды на поверхности моря (океана), осредненной за пяти­дневку, декаду;

– прогноза температуры воды – прогнозируемое (ожидаемое) рас­пределение температуры воды на поверхности океана (моря) на сро­ки от 1 до 10 сут;

– ледовых условий – ледовая обстановка (кромка льда, сплочен­ность, толщина, возраст льда и положение дрейфующих айсбергов).

Факсимильные приземные карты погоды являются основными карта­ми, отражающими процессы и явления во взаимодействующей системе атмосфера – океан.

Чтобы различать факсимильные карты, в рамке четырехбуквенной группой обозначаются: тип карты и район, для которого она состав­лена, название метеорологического центра, дата и срок (время), за который она составлена. Например, на рис. 3.1 в группе ASXX буквы AS характеризуют тип карты – приземный анализ погоды, буквы XX – район, не имеющий индекса. Группа RUMS означает название метеорологического центра (Москва). Расшифровка буквен­ных групп в рамке приведена в пособиях , .

Полученные с судов и береговых станций метеорадиограммы а метеорологических центрах раскодируют и специальными условными обозначениями (в графической и цифровой форме) наносят на синоп­тическую карту. Гидрометеорологические элементы и явления разме­щают в строго определенном месте относительно кружка (пуансона), изображающего станцию или местонахождение судна на карте (рис.3.2). Далее карты подвергают графической обработке; через 5 мбар проводят изобары (линии разных значений атмосферного давления), выявленные центры областей низкого (циклонов) и высокого (анти­циклонов) давлений обозначают, соответственно, буквами Н и В. На­носят районы, занятые теплыми и холодными воздушными массами, положение и типы атмосферных фронтов, зоны обложных осадков и т.п. Зная условные символы погоды (они приведены в пособии , в расписании факсимильных радиопередач , на стенде в лаборатории) и цифровые обозначения, карту можно “читать”, т.е. получать на борту судна сведения о погоде. При этом надо помнить, что от момента наблюдений за элементами погоды до получения карты на судне проходит 5-6 ч, таким образом, сведения о погоде как бы “уcтapeвaют”.

Рис.3.1. Анализ приземный. г.Москва

Рис. 3.2. Схема нанесения метеорологических величин на синоптическую карту:

К картам, характеризующим состояние атмосферы, относятся так­же прогноз барического поля в приземном слое (рис. 3.3) и карта облачности – нефанализ. Карта облачности а лабораторном практику­ме не приводится, она помещена в комплекте факсимильных карт.

Остальные карты (волнения, ледовой обстановки, температуры воды на поверхности океана) можно отнести к океаническим, т.е. отражающим состояние вод на поверхности океана (рис. 3.4 – ЗЛО).

4. Задание

1. Изучить систему условных обозначений на карте приземного анализа – AS. Занести в тетрадь графические и цифровые символы одной судовой станции.

2. Рассмотреть положение, конфигурацию» плотность облачности на спутниковой фотографии. Записать координаты центра циклона и стадию его развития.

3. Изучить особенности условных обозначений на прогностической приземной карте.

4. Разобраться а системе размещения гидрометеорологических величин на карте волнения.

5. Усвоить систему условных обозначений, применяемую на картах температуры воды и ледовой обстановки.

5. Порядок выполнения работы

Выполнение п.1 задания

Анализ атмосферных процессов (возникновение, развитие, пере­мещение циклонов и антициклонов, трансформация воздушных масс и разделяющих их фронтов) проводится с помощью синоптических карт. Эти карты являются основными для учета влияния погоды на суда и их изучению надо уделить особое внимание.

Рис. 3.5. Схема нанесения метеорологических величин на карту волнения:

а – буквенные обозначения в соответствии с Кодом КН-01с;

б – цифровые и буквенные обозначения гидрометеорологических элементов и явлений

Рис. 3.8. Карта анализа температуры в поверхностном слое по данным ИСЗ и судов

Рис. 3.10. Карта ледовой обстановки.

По данным, помещенным а углу карты, необходимо найти в комплек­те карту приземного анализа (AS ), расшифровать ее название, определить,на какой срок она составлена и изучить район, на кото­рый составлена карта. Затем следует рассмотреть схему размещения гидрометеорологических элементов и явлений на одной из станций, руководствуясь при этом буквенной и графической схемой (рис. 3.2).

Обозначения элементов облачности (наносятся графическими сим­волами) приведены в пособиях , и на стенде в лаборато­рии.

Направление ветра (dd ) наносится стрелкой, идущей к центру кружка; скорость ветра (ff ) – оперением (длинное перо – 5 м/с, короткое – 2,5 м/с).

Давление наносится цифрами. Указываются десятки, единицы и десятые доли миллибара, тысячи и сотни опускаются.

Температура воздуха и воды наносится в градусах Цельсия с де­сятыми долями. Указываются десятки, единицы и десятые доли граду­са. Необходимо выбрать графическое изображение погоды любой судо­вой станции и, используя схему на (рис. 3.2), дешифровать ее. Данные занести в тетрадь.

Системы изобар на отечественных картах проводятся через 5 мбар и подписываются двумя цифрами. Указываются десятки и единицы миллибара, цифры тысяч и сотен опускаются.

Обозначение фронтальных разделов приводится в табл. 4 пособия .

При изучении этой темы необходимо знать следующие понятия:

циклон – атмосферное возмущение с пониженным давлением воздуха (минимальным давлением в центре) и с циркуляцией воздуха вокруг центра против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке – в южном;

антициклон – атмосферное возмущение с максимальным давлением в центре и циркуляцией воздуха по часовой стрелке в северном и против часовой – в южном полушарии;

воздушные массы – объемы воздуха в тропосфере, по площади соизмеримые с большими частями материков и океанов, обладающие некоторыми свойствами (однородностью температуры в горизонталь­ном направлении, определенным типом вертикального распределения температуры, влажностью и видимостью);

фронт – переходная (фронтальная) зона между двумя воздуш­ными массами в атмосфере. Ширина зоны фронта при ее пересечении по нормали до нескольких десятков километров, протяженность от центра циклона на его периферии до 1000 и более километров. В зо­не фронта метеорологические элементы при переходе из одной воз­душной массы в другую изменяются скачкообразно, что приводит к развитию облачности и выделению осадков при вертикальном подъеме воздуха.

Изучив карту, следует выделить в районе наиболее выраженные циклоны и антициклоны, фронтальные разделы, определить величины давлений в центрах, рассмотреть системы ветров. Установить зоны с максимальными скоростями ветра, районы с пониженной видимостью, центры (на пути движения циклонов к востоку) максимального паде­ния атмосферного давления, участки с максимальными отрицательными барометрическими тенденциями.

Все эти данные нужно занести в тетрадь в виде табл. 3.1.

№

п/пПоказательЦиклонАнтициклон1Координаты центровШ=72°00,0 с.ш.

Д=15°00,0 з.д.

Ш=62°00,0 с.ш.

Д=85 о 00,0 в.д.Ш=54°00,0 с.ш.

Д=31°00,0 в.д.

Ш=75°00,0 с.ш.

Д=29°00,0 в.д.2Атмосферное давле­ние в центрахР=975 мбар

Р=985 мбарР=1044 мбар

Р=1024,5 мбар3Схема фронтов в циклонахХолодный

фронтНет фронтов в центрах антициклонов, на периферии могут наблюдаться4Средние координаты зоны с максимальными ветрамиШ=68°00,0 с.ш.

Д=05°00,0 з.д.Ш=71°00,0 с.ш.

Д=35 о 00,0 в.д.5Средние координаты зоны с минимальной видимостьюШ=65°00,0 с.ш.

Д=12°00,0 з.д.Ш=57°00,0 с.ш.

Д=80°00,0 в.д.6Координаты центра зоны с максимальным падением давления (к востоку от центра циклона)Ш=72°00,0 с.ш. Д=05°00,0 з.д. 7Координаты центра зоны максимального роста давления в тылу циклона (к запа­ду от его центра)Ш=70°00,0 с.ш.

Д=35°00,0 з.д.

Результаты определения скорости ветра в зависимости от горизонтального барического градиента давления в различных участках циклона заносятся в табл. 3.2.

Таблица 3.2

Примечание. ΔP/ΔR – величина горизонтального гради­ента давления.

Для расчета скорости ветра необходимо пользоваться градиент­ной линейкой Гидрометцентра СССР (рис. 3.11). Линейка пригодна для расчетов на картах полярной стереографической проекции. По горизонтальной шкале линейки отложены значения широты» из них проведены вертикальные линии. Система кривых означает скорость ветра. Для вычисления скорости градиентного ветра необходимо снять циркулем расстояние между изобарами (по нормали к ним), проведенными через 10 мбар, затем отложить это расстояние на вертикальной линии, соответствующей широте места. Первая точка расстояния будет на горизонтальной шкале, вторая точка окажется на одной из кривых или между кривыми. Значения кривой укажут ско­рость геострофического ветра. Полученная скорость геострофическо­го ветра будет больше скорости ветра, дующего вблизи поверхности моря, поэтому для получения скорости приземного ветра необходимо полученную скорость геострофического ветра умножить на коэффици­ент, учитывающий стратификацию приводного слоя атмосферы (табл. 3.3).

Таблица 3.3

0,6Неустойчивая (температура воды выше температуры воздуха)0,0-2,0°

Больше 2,0°0,7

Примечание. Если разность температур воздуха определить не представляется возможным, то для холодной части года берется коэффициент 0,6, для теплой половины года – 0,8.

На приземных картах погоды указываются и сведения о тропичес­ких циклонах. Центр тропического циклона обозначается специальны­ми символами:

X – для тропических депрессий, сила ветра в которых не извест­на но имеются указания на их дальнейшее развитие в тропический шторм. В остальных случаях тропическая депрессия обозначается знаком Н;

§ – для циклонов с наблюдаемой или расчетной скоростью ветра от 10 до 32 м/с;

§’- для циклонов со скоростью ветра 33 м/с и более.

Рядом с центром циклона иногда указывается стадия развития циклона с использованием следующих сокращений (табл. 3.4).

Таблица 3.4

Сокращения на карте, обозначающие стадию развития тропического циклона

От центра стрелкой указывают направление движения циклона, в конце которой проставляется скорость (км/ч).

Рядом с тропическим циклоном (или на полях карты) указывают название циклона на английском языке, максимальный ветер (м/с), направление смещения циклона в румбах или градусах.

Выполнение п.2 задания

На прогностических приземных картах погоды проведены изоба­ры и обозначены центры низкого и высокого давления. В центрах циклонов и антициклонов указана величина ожидаемого атмосферного давления на тот час, на который составлена прогностическая карта. Стрелкой от центра показано направление и скорость перемещения циклонов и антициклонов (км/ч).

В соответствии с основными данными, помещенными на прогности­ческой карте, необходимо записать а рабочую тетрадь:

– район, на который распространяется составленная карта;

– срок, на который составлена карта;

– центры (координаты) циклонов и антициклонов;

– давление в центре циклона (антициклона);

– направление и скорость перемещения основных циклонов и антициклонов (если она приводится).

Выполнение п.3 задания

Как показывает практика, на скорость и безопасность плавания судна в море оказывает определяющее влияние не ветер, а вызван­ное им волнение. Таким образом, использование карт волнения в практике судовождения обязательно.

Карты волнения составляются по наблюдениям на основные сроки. Прогностические карты являются расчетными. На них наносятся:

– высоты волн в ветрах (линиями равных значений выест);

– направления распространения волн (стрелкой, откуда переме­щаются волны).

В центрах областей с максимальными и минимальными высотами волн приставляется соответственно “МАКС” и “МИН”. Кроме того, на фактические карты волнения наносят метеорологические данные: направление и скорость ветра, положение кромки дрейфующих льдов и зоны распространения айсбергов.

Используя информации на фактической и прогностической картах волнения, следует занести в рабочую тетрадь:

– название карты из рамки в углу карты (район, срок наблюде­ний) ;

– схему нанесения метеоэлементов на одной из станций, при этом используется схема, приведенная на рис. 3.5;

– координаты центров максимального и минимального волнения и высоты волн в них.

Выполнение п.4 задания

Факсимильные карты температуры воды составляются за 5 (иног­да 10) суток и более продолжительный срок. Несмотря на значитель­ный период осреднения, эти карты позволяют решать многие навига­ционные и особенно промысловые задачи:

– определять зоны (границы) распространения теплых и холодных течений;

– определять положение гидрологических фронтов (участков океа­на с максимальными горизонтальными градиентами температуры);

– определять направление и характер течений (наличие струй, завихрений);

– выявлять акватории в подъемом вод;

– выбирать наивыгоднейший курс судна;

– выбирать район обитания рыб и район промысла. Анализируя поля изотерм (линий равных значений температуры воды), прежде всего устанавливают район океана, который охватыва­ет карта, и период наблюдений за температурой воды.

Границы теплых и холодных течений (средние координаты) устана­вливаются сопоставлением карты течений из Атласа океанов и карты температуры воды. Одновременно определяется направление течений и пределы изменений температуры в каждом из выявленных течений. Результаты сопоставлений карты температуры воды и схемы течений соответствующего района заносятся в табл. 3.5.

Градиентная зона (фронт) обычно обнаруживается в зоне взаимодействия теплых и холодных течений. Зрительно она обнаруживается по максимальному пространственному сближению (“сгущению”) изотерм. Степень “контрастности” градиентной зоны определяется величиной горизонтального градиента температуры (ΔT/ΔN, град/мили, где ΔT- разность температур воды в зоне фронта;

ΔN- расстояние в милях по нормали к изотермам в зоне фронта).

Таблица 3.5

Название, границы, направление течений и пределы изменений температуры воды в этих течениях

Название

теченияКрайние границы течений

Ш= , Д=Направление

град, румбыПределы изменений температуры, °С Теплые течения ГольфстримШ=60°12,0 с.ш.

Д=60°30,0 з.д.70-80°

EN024-14Северо-АтлантическоеШ=53°30,0 с.ш.

Д=30°00,0 з.д.45°

NN O 10-14НорвежскоеШ=64°20,0 с.ш.

Д=04°15,0 з.д. Холодные течения20°

NО6-8Восточно-гренландскоеШ=70°00,0 с.ш. Д=16°15,0 з.д.200°;0-2ЛабрадорскоеШ=55°20,0 с.ш.

Д=48°30,0 з.д.180°

Необходимо занести в тетрадь средние координаты фронтальной зоны и величину горизонтального градиента температуры. Направление течений определяется характером изотерм (направлением их выпуклос­тей). В северном полушарии в теплых течениях изотермы выпуклостью направлены к северу, холодные – к югу (в южном полушарии наоборот)

Характер течения определяется степенью линейности изотерм. В тех районах, где они максимально выпрямлены, течения имеют максимальные скорости (обычно в струе течение). В случае максимального искривления можно говорить о меандрировании (завихренности) тече­ний. Следует обнаружить такие участки и занести их координаты в тетрадь.

Акватория с подъемом глубинных вод характеризуется локальной областью с замкнутыми изотермами и пониженными температурами в центре. Как правило, на периферии такого подъема формируются гра­диентные зоны, и в них могут сосредоточиваться промысловые скопле­ния рыб.

Наивыгоднейший путь судна целесообразно располагать по оси струи попутного течения, которая располагается справа от наиболь­шего сгущения изотерм.

Выбор района обитания рыб (и промысла) основывается на учете так называемых оптимальных температур их обитания. Технология выбора изложена в пособии и отражена на стендах ла­боратории.

Наличие льда в высоких широтах океана является существенной помехой для судоходства и производства работ в море. Ледовые сим­волы (условные обозначения), применяемые на факсимильных ледовых картах разных, стран, имеют различный характер, поэтому перед чтением ледовых карт необходимо изучить графические и текстовые пояснения, помещенные на ледовых картах. Можно воспользоваться пособиями , стендом в лаборатории.

Составляя донесение о характере льда (район плавания задается преподавателем), необходимо изучить терминологию льдов (Наставле­ние ), обнаружить на карте зоны выноса айсбергов, их количество, направление и ско­рость дрейфа.

Так как промысловые скопления рыб в высоких широтах часто распределяются у кромок дрейфующих льдов, нужно выявить общие зако­номерности дрейфа льда. В общем случае льды дрейфуют по течению, но на этот генеральный перенос накладывается ветровой дрейф. Для определения ветрового дрейфа на карте задается определенный район и производится расчет скорости и направления дрейфа льда в зависи­мости от скорости ветра. Результаты расчета дрейфа заносятся в те­традь в виде табл. 3.6.

Таблица 3.6

Расчет дрейфа льда по заданной скорости ветра

Примечания.

1. Скорость дрейфа льда составляет 0,02 скорости ветра в узлах.

2. Направление дрейфа отклоняется от направления ветра на 30° вправо (в северном полушарии) и влево (в южном полушарии).

6. Контрольные вопросы

1. Перечислите факсимильные карты, прием которых необходим для решения судоводительских задач.

2. Каковы принципы составления факсимильных карт?

3. Какова цель нанесения на синоптические карты барометри­ческой тенденции и ее характера?

4. Укажите пределы изменений атмосферного давления в центрах циклонов и антициклонов.

5. Какими графическими символами наносят на карты основные элементы волн?

6. Какие задачи решается с помощью карт температуры воды на поверхности океана?

7. Какие характеристики течений определяются с помощью карт температуры воды?

8. Как выделяются на картах температуры воды фронтальные (гра­диентные) зоны?

9. Почему промысловые скопления рыб наблюдаются в водах с максимальными горизонтальными градиентами температуры воды?

10. Перечислите основные Условные обозначения, применяемые для характеристики морских льдов.

11. Как рассчитываются элементы дрейфа льда?

7. Форма отчетности

Лабораторная работа выполняется в тетради в той последователь­ности, которая изложена в данных методических указаниях и должна содержать:

– краткие записи по основным пунктам работы (в соответствии с методическими указаниями) ;

– ответы на контрольные вопросы.

Работа предъявляется преподавателю для зачета.