ציקלונים, אנטי-ציקלונים, סופות טייפון, הוריקנים, סופות טורנדו, סופות טורנדו - תופעות אלו נגרמות מתנועות מערבולת באטמוספירה, המלוות במשקעים (גדולים או קטנים). שקול את המאפיינים והתנאים להופעת אלמנט זה.
תנועת המוני אוויר באטמוספירה
באטמוספירה של כוכב הלכת שלנו יש מחזור קבוע של מסות אוויר עם העברת אנרגיה ורכיבים חומריים. תנועה בעיצומה:
- מצפון לדרום ובכיוון ההפוך (מרידיונלי);
- ממערב למזרח ובכיוון ההפוך (רוחב).
בטרופוספירה, בנוסף להעברות מרידיוניות ורוחב של מסות אוויר, יש תנועות מערבולת של האטמוספירה, מלוות במשקעים - ציקלונים ואנטיציקלונים.
תופעות אלו גורמות לשינויים בתנאי האקלים בכל אזורי כדור הארץ.
בשכבות התחתונות של הטרופוספירה, באזור הטרופי, מסת האוויר מתחממות די חזק. במקביל, מסות האוויר מתמלאות בלחות (במיוחד מעל האוקיינוסים). אוויר חם עולהעד לגובה של 1000-1200 מטר, שם הוא מתחיל להתקרר עם היווצרות העננים לאחר מכן. במקום המסות החמות המורמות מגיעות מסות צפוניות קרות (בחצי הכדור הצפוני). מסות אוויר חמות נתפסות על ידי כוח קוריוליס הנגרם מסיבוב כדור הארץ. הם מתחילים לנוע לא רק כלפי מעלה, אלא גם אופקית, תוך סטייה מכיוון ישר - בחצי הכדור הצפוני לצפון-מזרח. מסות קרות הולכות לדרום מערב (בחצי הכדור הדרומי, מסות אוויר נעות בדיוק בכיוון ההפוך). כך נוצרות רוחות הסחר.
פני המים של האוקיינוס, שהתחממו עד סוף הקיץ ותחילת הסתיו, מספקים הזדמנות להיווצרות מסות אוויר אחרות מלאות בלחות - מונסונים. הכיוון שלהם מנוגד לחלוטין לרוחות הסחר.
שיווי המשקל התרמי של כוכב הלכת נשמר עקב העברה גלובלית בין-רוחב: חום מקווי רוחב טרופיים לקווי רוחב גבוהים, קור מקווי רוחב תת-קוטביים (גבוהים) לאזור הטרופי.
הפעילות הציקלונית של האטמוספירה מבוססת על חיבור של זרימה טרופית עם פעילות מערבולות של מסות אוויר בקווי רוחב ממוזגים.
ציקלוגנזה
מונח זה מתייחס להיווצרות, התפתחות או קריסה של תנועת המערבולת של האטמוספירה, המלווה במשקעים. כלומר, סתם כל ציקלון - מערבולת עם לחץ נמוך בפנים. "בקרביים" של הציקלון של חצי הכדור הצפוני נושבות רוחות נגד כיוון השעון. האזור התחתון של הציקלון מאופיין בסטיית הרוח לכיוון מרכזו.
מטאורולוגיה מודרנית מחלקת מערבולות ציקלוניות לשני סוגים: לפי מיקומןמקור ופעילות שלאחר מכן - טרופי ואקסטרטרופי (ציקלונים ממוזגים).
הראשונים נוצרים באזורים הטרופיים, עם ההתפתחות הם מגיעים לגודל של עד אלף קילומטרים (לעיתים רחוקות יותר). השני הוא תנועת המערבולת של האטמוספירה באזור קווי הרוחב הממוזגים והתת-קוטביים. ציקלונים חוץ-טרופיים מגיעים לגדלים עצומים (עד כמה אלפי קילומטרים).
מהירות תנועת המערבולת של האוויר בציקלון טרופי היא עצומה, היא יכולה להגיע לערכי סערה. המערבולות האלה יכולות להפוך לחוץ-טרופיות כשהן נעות.
תנאים הדרושים להיווצרות תנועת מערבולות טרופי
כדי שתיווצר מערבולת טרופית, יש צורך שהאוויר שמסביב יהיה רווי בלחות (זה נותן גורם חוסר יציבות). המים באוקיינוס מתחממים עד לעומק של חמישים מטרים, לטמפרטורה של יותר מעשרים ושש מעלות צלזיוס. כאשר אדים מתעבים בשכבות התחתונות של הטרופוספירה, האוויר חייב להתקרר מהר מאוד (זהו מקור האנרגיה העיקרי של הציקלון).
טייפונים והוריקנים - ציקלונים טרופיים
במזרח הרחוק ובמדינות דרום מזרח אסיה, תנועות מערבולות טרופיות של האטמוספירה המלוות במשקעים נקראות טייפון. במדינות צפון ודרום אמריקה - הוריקנים (אצל אינדיאני המאיה, אל הרוח הוא Hurakan). אם מהירותה של סערה במהלך סערה עולה על מאה ושבעה עשר קמ ש, אז זו כבר הוריקן.
ציקלונים טרופיים מביאים גשמים כבדים. בים, בזמן סופת טייפון והוריקן, עולים גלי ענק. אבל הם נחלשים על ידי נפילהפעולת רוח ביבשה. גשם שוטף הנגרם על ידי סופות ציקלון טרופיות נופל בפנים הארץ למרחקים של עד ארבעים קילומטרים. זה חשוב מאוד להפחתת האקלים היבש של היבשות.
הציקלונים עצמם נושאים עתודות אנרגיה ממקום אחד על הפלנטה למקום אחר, מהאזורים הטרופיים לאזורים הממוזגים. זה חשוב לתהליכים ציקלוניים עולמיים באטמוספירה, מכיוון שהוא מוביל להתכנסות של טמפרטורות על פני כדור הארץ, מיישרים את האקלים והופכים אותו למתון יותר.
ציקלונים חוץ-טרופיים ואנטי-ציקלונים
תנועות מערבולת ענקיות בגודלן (כמה אלפי קילומטרים) של האטמוספירה, המלוות במשקעים ומתרחשות באזורים ממוזגים ותת-קוטביים, נקראות ציקלונים ואנטיציקלונים חוץ-טרופיים. מערבולות רוח בציקלון צפוניות מסתובבות באותו כיוון כמו סופות טייפון צפוניות.
עם הופעתה של סופת הוריקן כזו, מזג אוויר סוער נכנס, אבל האנטיציקלון מביא ליום בהיר ושטוף שמש.
התרחשות של ציקלונים בקווי רוחב ממוזגים
כדי לייצג את מנגנון ההתרחשות של תצורות אלו, יש צורך לפעול עם הרעיון של חזית אטמוספרית. בקירוב הראשון, זהו רק גבול המפריד בין שתי מסות אוויר שונות.
למעשה, זהו אזור של כמה עשרות קילומטרים, מוטה בזווית של מעלה אחת. במקרה של חזית חמה, השיפוע שלה נמצא בכיוון התנועה (הוא, כביכול, מכסה את המסה הקרה מלמעלה). כשקר - להיפך, בצד הנגדי של התנועה. משוואת התנועה של האטמוספירה באה לידי ביטוי באמצעות הנוסחה של מקס מרגולס(מטאורולוג אוסטרלי).
האינטראקציה של חזיתות חמות וקרות מובילה להיווצרות מערבולת ציקלונית. עם חיבור כזה, חלק מהחזית החמה מוכנס לתוך המסה הקרה בצורה של "לשון" מוארכת. במקביל, אוויר חם עולה כאוויר קל יותר.
במהלך אינטראקציה זו מתרחשים שני תהליכים המובילים למערבולת ציקלון. מולקולות של קיטור (מים), עולות, מתחילות להסתובב: הן מושפעות מהשדה המגנטי של כדור הארץ. הם מערבים בתנועה סיבובית זו את כל האוויר שמסביב. כתוצאה מכך נוצרת ממנו מערבולת ענקית וממולקולות מים.
בחלק העליון, המוני האוויר מתקררים. במקרה זה, אדי מים מתעבים, מה שהופך לעננים (אלה הם גשם, ברד, שלג לאחר מכן). מזג אוויר כזה עם מזג אוויר גרוע יכול להימשך מספר ימים, או אפילו שבועות. זה יהיה תלוי ב"אורך החיים" של הציקלון: ככל שהאספקה של אוויר חם גדול יותר, כך הציקלון קיים זמן רב יותר.
התרחשות אנטי-ציקלונים
הופעתה של מערבולת זו נובעת מהורדת המסות האטמוספריות כשהן מחוממות עם המסות שמסביב, ללא חילופי חום. במהלך תהליך זה, הלחות בפנים יורדת, וזה גורר אידוי של עננים שכבר קיימים. בהשפעת השדה המגנטי של כדור הארץ, מולקולות המים מתחילות להסתובב - באנטיציקלונים הצפוניים - בכיוון השעון. מזג אוויר יציב בתהליך זה יכול להימשך עד שלושה שבועות.
