Циклон и антициклон: механизмы погоды¶

Циклон — это атмосферный вихрь огромного диаметра (от сотен до нескольких тысяч километров) с пониженным давлением воздуха в центре. Воздух в циклоне в Северном полушарии движется против часовой стрелки, а в Южном — по часовой, отклоняясь к центру под действием силы Кориолиса. Антициклон — область повышенного атмосферного давления с замкнутыми изобарами, для которой характерно нисходящее движение воздуха и вращение по часовой стрелке в Северном полушарии (против часовой — в Южном). Эти два типа синоптических вихрей являются основными механизмами, формирующими текущую погоду в умеренных широтах.

¶Формирование и строение

Циклоны зарождаются на полярных фронтах — зонах контакта тёплых и холодных воздушных масс. Возникновению вихря способствует отклоняющая сила вращения Земли (сила Кориолиса). В центре циклона давление может падать до 950–970 гПа (в тропических ураганах — до 880 гПа), а на периферии составлять около 1010–1020 гПа. Воздух, стекаясь к центру, испытывает отклонение, закручивая вихрь.

Антициклоны формируются в областях высокого давления, часто под гребнями высотных барических образований, либо при вторжении холодного воздуха в тылу циклона. Давление в центре антициклона обычно составляет 1020–1040 гПа, а рекордные значения достигали 1083,8 гПа (Томск, 1968 год). В отличие от циклона, воздух в антициклоне растекается от центра к периферии, а в центре происходит его опускание (нисходящее движение), что препятствует образованию облаков.

¶Погодные механизмы

¶Погода в циклоне

В циклоне преобладает восходящее движение воздуха. Поднимаясь, воздух охлаждается, водяной пар конденсируется, образуются мощные облачные системы. Поэтому циклон приносит:

• облачность и осадки (обложные дожди или снегопады);
• усиление ветра, нередко с порывами;
• понижение давления и резкие перепады температуры;
• пасмурную, сырую погоду.

С прохождением циклона связаны атмосферные фронты: тёплый (приносит потепление и моросящие осадки) и холодный (приносит ливни, грозы и похолодание). В центре вихря, в тёплом секторе, погода временно улучшается, но ненадолго.

¶Погода в антициклоне

Нисходящие потоки воздуха в антициклоне препятствуют конденсации влаги. Для антициклональной погоды характерны:

• малооблачное или ясное небо;
• отсутствие осадков;
• слабые ветры (в центре области — штиль);
• большие суточные колебания температуры (жаркий день и холодная ночь летом; сильные морозы зимой).

Зимой антициклоны в Сибири формируют область устойчивого высокого давления (Азиатский максимум), приводя к ясной морозной погоде и температурным инверсиям. Летом устойчивые антициклоны вызывают засухи и жару.

¶Жизненный цикл и движение

Средняя продолжительность жизни внетропического циклона — 3–7 суток, антициклона — до нескольких недель. Вихри постоянно перемещаются в направлении общего переноса воздуха (в умеренных широтах — с запада на восток) со скоростью 30–50 км/ч.

Стадии развития циклона:

1. Волна — возникновение возмущения на фронте.
2. Молодой циклон — углубление, формирование тёплого сектора.
3. Окклюзия — смыкание холодного и тёплого фронтов, заполнение вихря.
4. Затухание — выравнивание давления, разрушение вихря.

Антициклоны часто следуют за циклонами, образуя серии (северо-западный перенос в России). Взаимодействие соседних вихрей определяет так называемую «погодную карусель» — чередование ненастных и ясных периодов.

¶Классификация

По происхождению и свойствам выделяют:

• Внетропические циклоны — формируются в умеренных широтах, имеют фронтальную структуру, приносят затяжные осадки.
• Тропические циклоны (тайфуны, ураганы, вилли-вилли) — образуются над тёплой океанской водой (выше +26 °C), имеют тёплое ядро, разрушительную силу и малый диаметр (200–500 км).
• Термические антициклоны — возникают над охлаждённой сушей зимой (Сибирский, Канадский максимумы).
• Субтропические антициклоны — постоянные области высокого давления над океанами (Азорский, Гавайский максимумы).

¶Роль в формировании климата

Циклоны и антициклоны являются главными переносчиками тепла и влаги между широтами. Циклоническая деятельность обеспечивает увлажнение западных побережий материков (например, Западной Европы), а устойчивые антициклоны формируют аридные зоны (пустыни Сахара, Аравия, Гоби). В России погода определяется взаимодействием Атлантических циклонов, приносящих влагу, и Сибирского антициклона, формирующего континентальность климата.

¶Синоптическое значение

Изучение циклонов и антициклонов составляет основу синоптической метеорологии. На синоптических картах эти вихри отображаются системой концентрических изобар. Прогноз погоды строится на анализе перемещения и эволюции барических образований. Спутниковые снимки позволяют отслеживать вихревые структуры облачности в реальном времени, что повышает точность краткосрочных прогнозов и предупреждений об опасных явлениях (шквалах, ураганах, сильных снегопадах).

¶Источники

• Хромов С. П., Петросянц М. А. «Метеорология и климатология», 2006.
• Матвеев Л. Т. «Курс общей метеорологии. Физика атмосферы», 1984.
• Воробьёв В. И. «Синоптическая метеорология», 1991.
• Большая российская энциклопедия, статьи «Циклон», «Антициклон».