Предсказание погоды

ПО


 

/

\

\

Рис. 23. Образование циклона

к'плого воздуха, на них формируются циклоны. Можно выделить четыре стадии развития циклона.

Первая стадия — возникновение волны и центра пониженного дннления (рис. 23). Если вершиной фронтальной волны считать Ту ее часть, в которой теплый воздух заходит в область холодно­го, то при движении волн вдоль фронта в передней части каждой нершины волны перемещается теплый воздух, а в тыловой ее ча­ги — холодный.

Вторая стадия — нарушение устойчивости волны. Если волна пшобретает большой размах и теплому воздуху приходится про­никать далеко в область холодного, а холодному далеко вторгать-гн в область теплого, то на форме волны начинают сказываться отличительные особенности теплого и холодного фронтов. Холод­ным фронт движется быстрее теплого и начинает догонять его. Участок холодного фронта теряет равновесие. Вершина волны в центре циклона вместо округленной формы приобретает заост­ренную; участки холодного и теплого фронтов сходятся теперь в центре циклона под углом. В этой стадии теплый воздух, огра­ниченный теплым и холодным фронтами, занимает один сектор и клона, причем угол этого сектора совпадает с геометрическим еитром циклона. После перехода во вторую стадию циклон уже г может вернуться в стадию волны или исчезнуть, он должен |>опти третью и четвертую стадии.

Третья стадия — окклюзия, или смыкание фронтов. Теплый рктор становится все более узким, воздух этого сектора вытес-Нется вверх. Над поверхностью Земли распространяется холоде 1.1 и воздух. Четвертая стадия — окончательная окклюзия. Поднявшийся мй воздух охлаждается, его температура уравнивается с хо-I.IM, формируется однородная масса воздуха, циклон как 1. перестает существовать. Продолжительность жизни каж-1м - циклона — 5—7 дней.

Строение молодого циклона и погода в нем. В процессе эво-

ции циклона — от момента зарождения до полного исчезнове-

- строение его непрерывно изменяется. В начальной стадии

лоп асимметричен. Он состоит из двух разнородных масс воз-

В, разделенных фронтом: теплый воздух в виде языка вкли-

1И


и 70км ^200 км ж 300км «500 т

Рис. 24. Модель циклона

нив'ается в область холодного. После окклюзии циклон является уже симметричным вихрем в однородной массе холодного воз­духа.

Рассмотрим более подробно строение молодого циклона с теплым сектором (рис. 24).

Наиболее характерная особенность циклона — облачная по­года с обильными осадками. Мощная облачная система на теп­лом фронте занимает почти всю переднюю половину циклона. Вдоль теплого фронта наблюдается широкая полоса с обложны­ми осадками, а вдоль холодного фронта прослеживается менее широкая полоса облаков с ливнями и шквалистыми ветрами.

За этой облачной системой в неустойчивом воздухе в теплое время года получает сильное развитие тепловая конвекция, спо­собствующая возникновению мощных облаков — кучевых (Си)


и кучево-дождевых (СЬ). Из кучево-дождевых облаков выпа-i.iinт дожди ливневого характера. В перерывах между ними на-■ i v 11 ает прояснение и светит солнце.

13 теплом секторе циклона безоблачную или малооблачную

погоду можно наблюдать лишь на его окраине. С приближением

и нершине теплого сектора увеличивается облачность слоистых

'юрм, свойственных теплым массам воздуха, движущимся над

олее холодной подстилающей поверхностью. Нередко наблю-

шотся туманы и моросящие осадки. В теплом секторе перед хо-

одным фронтом, примерно на расстоянии 100—200лкм от него,.

сишляется передняя часть облачной системы холодного фронта.

Циклоны занимают обширные площади. Их поперечник, счи-

т/юмый по изобаре 1013 гПа (760 мм), иногда достигает 2500--

:|)()0 км. Изобары большей частью бывают вытянуты в виде

'.плипсов. Давление в центре бывает в пределах 980—1010 гПа,

i и единичных случаях — до 935 гПа. Наиболее сильные ветры

наблюдаются в южных и юго-западных частях циклона.

Прохождение циклона через пункт наблюдений сопровож­ден значительными и резкими изменениями погоды. Последо-iтельную смену погоды можно представить себе, если двигать-: вдоль линии А я В (рис. 24). Если циклон захватывает дан-■ii'i пункт своей правой (южной) стороной на линии А и В,'та блюдается следующая картина смены погоды: появляются пе-стые облака (Ci) — первые вестники приближающегося цик­ла, быстро несущиеся с западной части горизонта (для евре­йской части страны). Они появляются за 1—1,5 суток до про­ведения средней части циклона.

Вслед за перистыми облаками идут перисто-слоистые (Cs)„ тепенно уплотняющиеся и затягивающие небо. Далее следуют окослоистые (As) и слоисто-дождевые (Ns) с обложными дками. Одновременно с увеличением облачности наблюдается рерывное падение давления и усиление ветра. Температура ышается. Наступает временное прояснение, так как фрон-ьная облачность уступает место слоистым внутримассовым лкам с моросящими осадками и туманами. За время прохож­ая теплого сектора через пункт наблюдения давление в цик-1 мало изменяется, лишь слегка понижается. За несколько ча-(4—6) перед наступлением холодного фронта появляются era (вестники — облака: перисто-кучевые (Сс), кучевые (Си) и жослоистые (As).

1рохождение холодного фронта летом сопровождается лив-I, быстрым похолоданием, повышением давления и резким онием ветра, который приобретает шквалистый характер. ||'п этом наблюдается дальнейший резкий поворот ветра вправо ни часовой стрелке). Обычно южные, юго-западные ветры сме­шится северо-западными и северными. Осадки холодного фрон-ii продолжаются сравнительно недолго и вскоре прекращаются. и кие облака заменяются облаками среднего яруса (As), затем

l,i3 34 II


появляются просветы голубого неба, и наконец фронтальная облачная система исчезает. Зимой наблюдаются сильные ветры,

вызывающие метели.

В тылу циклона погода бывает безоблачной обычно только зимой или в ночные часы. Летом нередко развиваются конвек-, тивпые облака, приносящие кратковременные ливни.

Иное течение погоды наблюдается в тех районах, которые оказываются в левой (северной) половине циклона. Здесь не наблюдается смены воздушных масс и фронтов, поэтому и не бывает резкой смены погоды. Постепенно, по мере падения дав­ления, увеличивается облачность, переходя от Ci и Cs к As и Ns, из которых выпадают осадки. Когда пункт окажется в тыловом части циклона, понижение давления сменится повышением его. Фронтальные осадки прекратятся, и постепенно исчезнет сплош­ной облачный покров.

Циклоны перемещаются со средней скоростью 30—50 км в час.

На фронте возникает большей частью не один, а несколько циклонов (обычно четыре), составляющих серию циклонов.

В процессе развития циклона поток холодного воздуха в ег<> тыловой части все более распространяется в сторону теплы, воздушных масс, оттесняя их. Линия фронта постепенно отодви гается к югу. При этом на ней обычно возникает новый волнооб разный изгиб, дающий начало второму циклону того же напрап ления. Подобным же образом возникает третий циклон и вс< остальные. В дальнейшем холодный воздух настолько нагревае тся, что фронт исчезает (размывается), так как разница межд) холодным и теплым воздухом становится незначительной.

В течение года в Европе проходит в среднем 65 серий ци клонов.

Тропические циклоны. Особую разновидность представляю! собой циклоны тропической зоны. Они отличаются от циклоном умеренных широт меньшими размерами и исключительно бур­ной погодой. Они зарождаются в низких широтах на тропичес ких фронтах. Диаметр тропических циклонов обычно 200 500 км. Давление в центре опускается до 960—970 гПа. Бариче­ские- градиенты в центральных частях тропических циклонов до ходят до 15—20 гПа (на 110 км). Им сопутствуют ураганные ветры до 50 м/с. Ширина штормовой зоны 200—250 км. При та ких ветрах на морях поднимаются штормы. В тропических цик лонах образуются мощные облака и выпадают обильные осадки, доходящие до 300—400 мм в сутки. Характерная особенное и. тропических циклонов — наличие в центре небольшой, с пот-речником около 20 км, области затишья с ясной погодой.

Тропические циклоны чаще всего зарождаются в следуют m областях:

1) над Карибским морем и Мексиканским заливом (ураганы, торнадо);


 

2) над Южно-Китайским морем и около Филиппинских опровов (тайфуны);

3) над Аравийским морем и Бенгальским заливом (цикло­ны);

4) над южной частью Индийского океана, восточнее Мадагас-кнра (орканы).

Антициклоны. Области высокого давления, или антициклоны, нирактеризуются циркуляцией воздуха в направлении часовой • грелки в северном полушарии и против — в южном, а также нисходящими движениями воздушных масс.

Возникновение и развитие антициклонов в основном тоже i пязаро с атмосферными фронтами. Так, области повышенного давления обычно разделяют циклоны одной и той же циклони­ческой серии, а в тылу всей циклонической серии возникают еще более мощные антициклоны. Однако фронты в антицикло-нплыщх областях выражены слабо и располагаются в верхних елоях атмосферы. Приземные же слои представляют собой одно­родную массу воздуха. Это обусловливает однородную и устой-миную погоду. Характер погоды здесь определяется влиянием Нисходящих воздушных течений, свойственных антициклону. Ти­пичная особенность — отсутствие фронтальных облачных систем. Нередко в антициклонах господствует совершенно безоблачная, жаркая, сухая погода летом и морозная зимой.

Температура в западной части антициклона, где господствуют Южные ветры, обычно выше, чем в восточной, с северными вет­рам и. Суточный ход метеорологических элементов характери­зуется большими амплитудами.

Иногда в антициклоне наблюдаются облака небольшой вер­тикальной мощности, образующиеся в устойчивых воздушных Массах вследствие охлаждения и инверсии воздуха от подстила­ющей поверхности. При большой влажности нижних слоев воз-"уха в антициклоне выпадают моросящие осадки. Ввиду малых барических градиентов в антициклоне ветры слабые, а в цент­ральной его части наблюдается полный штиль.

При движении антициклоны занимают обширные области с Диаметром до 3000 км. Циклоны и антициклоны способствуют >пло- и влагообмену между отдельными широтами, и в этом их |нжнейшее значение.

Большая часть осадков связана с циклонами. Антициклоны " ©обусловливают зимой морозную погоду, а летом — ясную, за­сушливую. Повторяемость циклонов и антициклонов для опре-еленного места — важнейший признак климата.

Вопросы и задания. 1. Какими признаками характеризуют циклоны Меренных широт? 2. Назовите условия образования циклонов. 3. Какие ста-Ии выделяют в развитии циклона? 4. Используя рис. 24, проследите, как из­ыщется погода в циклоне. 5. По календарю наблюдений дайте описание по-нди и периоды пониженного атмосферного давления. 6. Проведите сраппепме и иыделенным признакам циклона с антициклоном. Почему в центре .-штицм-


II Г)


       
   
 
 

клопа Наблюдается устойчивая ясная погода? 7. Чем отличаются тропически)! циклопы от циклонов умеренных широт? Используя карту, покажите облает!) 1к>:ш11К11он(лшя тропических циклонов. 8. Какова роль циклонов и антицикло| пин и тепло- и влагообмене на Земле?

Погода оказывает огромное влияние на хозяйственную л культурную жизнь человека. Поэтому прогноз погоды — одна из важнейших задач современности. В Советском Союзе создан;! специальная служба погоды. В органы службы погоды непре­рывным-потоком в зашифрованном виде поступают сведения о погоде по наблюдениям наземных метеорологических станций, а также аэрологических'. Результаты наблюдений этих станций наносятся на карту, которая называется синоптической (рис. 25). По синоптической карте синоптики прогнозируют погоду на 1 — 3 суток (краткосрочный прогноз) и 4—10 суток, месяц, сезон (долгосрочный прогноз). Прогнозирование погоды — задача сложная. Погода зависит от большого числа факторов, облада­ющих изменчивостью во времени и пространстве. Рассмотрим сущность приема прогнозирования погоды.

На синоптической карте выделяются области пониженного давления (циклоны), области повышенного давления (антицик­лоны), проводятся фронтальные разделы с выделением теплого и холодного фронтов, фронта окклюзии областей распростране­ния осадков. Таким образом, по карте делается общий обзор погоды по данным метеостанций. Анализ погодных условий на основе сравнения дает синоптикам возможность научно предска­зать погоду на ближайшее время. При этом учитывается пере­мещение основных форм движения воздуха. Например, в 9 ч утра центр циклона находился над Великобританией, а в 13 ч он переместился к Балтийскому морю. По карте вычисляют на­правление и скорость движения циклона. Это позволяет пред­сказать погоду на завтра для центральных районов Восточно-Еропсйской равнины и Урала. При этом учитывается характер изменения погоды в зависимости от стадии образования цикло­на, а также от того, какая сто часть займет данную местность, какие фронты пройдут — теплый или холодный.

Для предсказания погоды большое значение имеют высотные наблюдения за температурой, давлением, влажностью воздуха; эти данные наносятся на особых барических картах, которые используются для предсказания погоды.

В настоящее время для уточнения предсказаний погоды шп роко используют фотографии облаков со спутников. Облач ность — очень важный показатель атмосферных процессов В низких широтах над океанами образуются тропические цикло

1 Аэрологические станции осуществляют высотные наблюдения. 116


Рис. 25. Синоптическая карта

Ни. Эти вихревые образования фотографируют через определен­ное время. По снимкам определяют направление и скорость их движения, о чем оповещают население прибрежных областей. Предсказание погоды можно проводить и по местным при­знакам.

Признаки устойчивой ясной погоды

1. Давление воздуха высокое, почти не меняется или медлен­но повышается.

2. Резко выражен суточный ход температуры: днем жарко, Ночью прохладно.

3. Ветер слабый, к полудню усиливается, вечером утихнет.

4. Небо весь день безоблачно или покрыто кучевыми обла-


ками, исчезающими к вечеру. Относительная влажность воздуха снижается днем и возрастает к ночи.

5. Днем небо ярко-синее, сумерки короткие, звезды слабо мерцают. Вечером заря желтая или оранжевая.

6. Сильные росы или иней ночью.

7. Туманы над низинами, усиливающиеся ночью и исчезаю­щие днем.

8. Ночью в лесу теплее, чем в поле.

9. Дым из печных труб и костров поднимается вверх.

10. Ласточки летают высоко.

Признаки неустойчивой ненастной погоды

i. Давление резко колеблется или непрерывно понижается.

2. Суточный ход температуры выражен слабо или с наруше­нием общего хода (например, ночью температура повышается).

3. Ветер усиливается, резко меняет свое направление. Дви­жение нижних слоев облаков не совпадает с движением верхних.

4. Облачность возрастает. На западной или юго-западной стороне горизонта появляются перисто-слоистые облака, которые распространяются по всему небосводу. Они сменяются высоко слоистыми и слоисто-дождевыми облаками.

5. С утра душно. Кучевые облака растут вверх, превращаясь в кучево-дождевые, — к грозе.

6. Утренние и вечерние зори красные.

7. К ночи ветер не стихает, а усиливается.

8. Вокруг Солнца и Луны в перисто-слоистых облаках воз никают светлые круги (гало). В облаках среднего яруса — вен­цы.

9. Утренней росы нет.

10. Ласточки летают низко. Муравьи прячутся в муравей­
ники.

Вопросы и задания. 1. В течение недели проведите тщательные наблю дсния за характером изменения воздушных масс, температурой, давлением, влажностью воздуха, петром, облачностью и наземными продуктами кондсн сации. Составьте графики хода основных элементов погоды, дайте их аналиа, Объясните причины повышения или понижения температуры воздуха. 2. Объ-ясиите причины изменчивости погоды. 3. В чем различие между климатиче­скими и атмосферными фронтами? 4. Пронаблюдайте характер изменения по­годы в циклоне. Начертите циклон в разрезе. На рисунке изобразите измене­ние облачности в нем. 5. Какая часть антициклона более теплая — западная или восточная? Почему? 6. Каким основным методом пользуются синоптики для пресказапия погоды?

j