Тропические и внетропические муссоны.
Тропические муссоны
Режимы атмосферной циркуляции типа муссона в некоторых регионах внутри тропиков и отчасти за их пределами. В таких областях характерный для тропиков режим пассатов заменяется зимним муссоном, в общем совпадающим по направлению с пассатом, и летним муссоном, более или менее противоположным по направлению (обычно с западной составляющей). В странах Южной Азии название муссона в обыденной жизни дается только летнему муссону.
Внетропические муссоны
Муссоны во внетропических широтах— умеренных и высоких. Особенно хорошо выражены в умеренных широтах восточной Азии (Дальний Восток, северо-восток Китая, Японии). По северному побережью Азии и в некоторых других районах наблюдается менее ярко выраженная муссонная тенденция в атмосферной циркуляции. В. М. связаны с сезонным преобладанием над материками пониженного давления летом и повышенного зимой. Устойчивость их меньше, чем тропических муссонов. Преобладающие направления В. Μ. на Дальнем Востоке летом — южное и юго-восточное, зимой — северное и северо-западное.
Нарисовать схему зональности давления и ветра. Объяснить механизм образования ветров общей циркуляции.
Общая циркуляция атмосферы (атмосферная циркуляция) — планетарная система воздушных течений над земной поверхностью (в тропосфере сюда относятся пассаты, муссоны и воздушные течения, связанные с циклонами и антициклонами). Создает в основном режим ветра[1][2]. С переносом воздушных масс общей циркуляцией связан глобальный перенос тепла и влаги. Существование циркуляции атмосферы обусловлено неоднородным распределением атмосферного давления, вызванным влиянием неодинакового нагревания земной поверхности на разных широтах, а также над материками и океанами[1].
Неравномерное распределение тепла в атмосфере приводит к неравномерному распределению атмосферного давления, а от распределения давления зависит движение воздуха, или воздушные течения[2].
На характер движения воздуха относительно земной поверхности важное влияние оказывает тот факт, что движение это происходит на вращающейся Земле. В нижних слоях атмосферы на движение воздуха также влияет трение. Движение воздуха относительно земной поверхности называют ветром, а всю систему воздушных течений на Земле — общей циркуляцией атмосферы. Вихревые движения крупного масштаба — циклоны и антициклоны, постоянно возникающие в атмосфере, делают эту систему особенно сложной[2].
С перемещениями воздуха в процессе общей циркуляции связаны основные изменения погоды: воздушные массы, перемещаясь из одних областей Земли в другие, приносят с собой новые условия температуры, влажности, облачности и пр.
Зональное распределение давления и переносов воздуха у земной поверхности и в нижней тропосфере (схема). Справа — направление барических градиентов вдоль меридиана в соответствующих зонах.
Тропические циклоны. Районы развития и последствия.
5.11.Тропические циклоны.
В атмосфере тропической зоны часто возникают слабые атмосферные возмущения, как правило, это тропические депрессии. Перемещаются эти депрессии медленно, преимущественно с востока на запад, в общем направлении переноса воздуха внутри тропиков. В некоторых случаях тропические возмущения усиливаются настолько, что сила ветра в них достигает 20 м/с и более. Диаметр такого возмущения порядка нескольких сотен км (атлантические возмущения имеют следующие размеры: диаметр зоны с ураганными ветрами порядка 20-150 км, зоны ливневых осадков 100-400 км, тихоокеанские, соответственно, -20-200 км и 200-900 км). Эти возмущения со штормовыми или ураганным ветрами носят название тропических циклонов; в зависимости от силы ветра их называют тропическими штормами (скорость ветра 18-33 м/с) или тропическими ураганами (скорость ветра более 33 м/с). Районы их возникновения лежат между 200 и 50 широты в каждом полушарии. Ближе к 5 0 к экватору циклоны наблюдается редко, так как отклоняющая сила вращения земли здесь слишком мала. Тропические циклоны развиваются только над морем. Правда, по данным, полученным с помощью спутников, тропические циклоны могут возникать над Африкой, но ураганной силы ветры в них достигают только над океаном. Максимум повторяемости тропических циклонов приходится на лето и осень данного полушария, когда поверхность океана сильно нагрета (не менее 270) и зона конвергентности не слишком близка к экватору. Указанные условия- удаленность зоны внутритропической конвергентности и высокая температура воды отсутствуют в южной части Атлантического океана и на востоке Тихого океана; и тропические циклоны здесь не возникают.
Возникший тропический циклон сначала перемещается, в общем, с востока на запад, затем отклоняется к высоким широтам. Если он попадает на материк, оставаясь еще в тропиках, он быстро затухает над сушей. Но если циклон достигнет широт, близких к тропику (20-300), оставаясь над океаном, он огибает с запада субтропический антициклон и выходит из тропиков, меняя свое направление на юго-западное. Точка, где происходит смена направления называется точкой поворота, а траектория перемещения такого циклона будет напоминать параболу с вершиной, обращенной к западу.
Скорость перемещения тропических циклонов внутри тропической зоны мала - 10-20 км/ч (ее не следует смешивать со скоростью ветра в самом циклоне). При выходе из тропической зоны скорость циклона возрастает до скоростей внетропических циклонов.
Вполне сформировавшийся тропический циклон представляет собой округлую область пониженного давления диаметром в несколько сотен км (до 1000 км), при этом давление в центре циклона падает до значений давления в глубоких внетропических циклонах (до 970-960 гПа).В отдельных случаях давление падает до рекордных значений -885 гПа. Вследствие малой площади и большой глубины циклона барические градиенты в нем очень велики и, следовательно, очень велики скорости ветра. Барические градиенты доходят до 15 гПа на градус, скорости ветра до 30-50 м/с. Наблюдались скорости ветра до 65 м/с, а судя по производимым разрушения отдельные порывы ветра могут иметь скорость до 100 м/с.
Облачность в тропическом циклоне представляет собой сплошное гигантское грозовое облако, из которого выпадают сильные ливневые осадки и наблюдаются грозовые явления большой интенсивности. В самом центре циклона обычно находится небольшая зона (десятки км в диаметре), свободная от мощных облаков и со слабыми ветрами - так называемый глаз бури или глаз циклона. Сильные восходящие движения, господствующие в основной части тропического циклона в это области сменяются нисходящими. Облака циклона окружают глаз циклона в виде амфитеатра, поднимаясь до высот 10-14 км.
Температура воздуха в циклоне повышена по сравнению с окружающей атмосферой, что связано с выделением большого количества скрытого тепла при конденсации. Распределение температуры равномерно, а вертикальная стратификация очень неустойчивая. В глазе циклона наблюдается еще более высокие температуры, связанные с нисходящим движением воздуха, но стратификация устойчивая.
При своем движении тропический циклон вызывает сильнейшие волнений на море, угрожающее катастрофой судам. Плоские берега, вблизи которых проходит циклон, иногда затапливаются гигантскими волнами до 10-15 м высотой. Задевая сушу, тропический циклон может привести к опустошению многочисленных селений и целых городов ураганными ветрами и наводнениями. Например, тайфун "Вера" (1959 г), перемещавшийся со скоростью ветра до 90 км/час, оставил без крова более полутора миллионов жителей Японии, ураган "Хьюго", далеко не исключительной силы, (1989 г) захватив прибрежную часть Техаса и Луизианы, унес около 400 человеческих жизней, причинив убытки в 150-200 млн долларов. В 1963 г. ураган "Флора" задержавшись над Кубой на несколько суток, опустошил восточные провинции острова, унеся более 3000 человеческих жизней, главным образом в результате наводнения. В южной части Индийского океана, на побережье Австралии, в 1974 году ураган “Трэйси” стер с лица земли город Дарвин. Разрушительная сила циклона связана с выделением гигантской энергии. Подсчитано, что тропический циклон диаметром 700 км ежесекундно выделяет энергию, эквивалентную взрыву 5 атомных бомб хиросимского типа.
Перейдя в умеренные широты и изменив свое направление, тропические циклоны постепенно трансформируются в обычные внетропические, и в таком виде проникают далеко на север, вплоть до Камчатки и Исландии.
Тропические циклоны возникают в основном в следующих районах.
В северном полушарии:
1. Желтое море, Филиппинские о-ва и Тихий океан к востоку от них до 1700 в.д. Здесь наблюдается максимальное количество циклонов, в среднем до 28 в год, из них около половины с ураганными ветрами в 9-12 баллов. В отдельные годы их бывает до 50. Местное название тропических циклонов - тайфуны.
2. Тихий океан к западу от Мексики. Здесь возникает в среднем за год 6 тропических циклонов со штормовыми и сравнительно редко с ураганными ветрами.
3. Тропики северного Атлантического океана, в особенности западная часть океана- Карибском море, Малые Антильские о-ва и Мексиканский залив; восточная часть океана - о-ва Зеленого Мыса. Местное их название - ураганы. В среднем над северным Атлантическим океаном возникает в год 10 тропических циклонов.
4. Бенгальский залив. Здесь возникает в среднем в год 6 циклонов. Попадая на сушу в Индии, они часто производят сильные опустошения; особенно страшны связанные с ними нагоны воды на низкие берега.
5. Аравийское море. Здесь возникает в среднем меньше двух циклонов в год, как и в Бенгальском заливе - весной и осенью.
В южном полушарии:
1. Тихий океан к востоку от Новой Гвинеи и северной Австралии до острова Самоа. Повторяемость здесь-7 циклонов в год, циклоны ураганной силы редки.
2. Индийский океан между Мадагаскаром и Маскаренскими о-вами. Здесь в среднем 7 циклонов в год.
3. Индийский океан между северо-западным побережьем Австралии и Кокосовыми о-вами. Циклоны здесь редки - в среднем 2 в год. Местное их название вили-вили.
В южном Атлантическом океане тропических циклонов штормовой силы не возникает. Всего на земном шаре возникает в год в среднем около 70 тропических циклонов со штормовыми и ураганными ветрами. Максимум, как правило, приходится на лето и осень данного полушария. Зимой их почти не бывает.
Прослеживание тропических циклонов и предупреждение о них представляет важную задачу для службы погоды на Дальнем Востоке (особенно на Филиппинских о-вах), в США и других районах. Прогноз тропических циклонов затруднен тем, что происходят они над океанами. Поэтому основную роль в выявлении формирующихся тропических циклонов имеют метеорологические спутники.