книги из ГПНТБ / Океанография и морская метеорология учебник

ли. В зависимости от соотношения температур воздуха по обе стороны фронта различают теплые, холодные и нейтральные фронты окклюзии. Если за холодным фрон­ том воздушная масса теплее, чем перед теплым' фрон­ том, то будет формироваться фронт окклюзии по типу теплого фронта, или теплый фронт окклюзии. При об­ разовании теплого фронта окклюзии помимо приземной линии фронта различают линию верхнего холодного фронта, проекция которого на плоскости карты погоды

располагается впереди линии теплого фронта окклюзии (рис. 81). Если соотношение температур воздушных масс противоположное, то образуется фронт окклюзии по типу холодного фронта, или холодный фронт окклю­ зии. В этом случае на карте погоды прослеживается ли­ ния нижнего холодного фронта окклюзии, позади кото­ рого располагается линия верхнего теплого фронта (рис. 82). Окклюзии по типу теплого фронта наиболее часто встречаются зимой, а по типу холодного—летом.

Когда температура воздушных масс за холодным фронтом и перед теплым примерно' одинаковая и при смыкании фронтов значения температуры на приземной карте погоды близки по обе стороны фронта, тогда имеет место нейтральный фронт окклюзии. Нейтральные фронты окклюзии могут иметь сложную систему облач­ ности и осадков, чаще всего сходную с системой облач­ ности и осадков теплых фронтов окклюзии.

Как теплые, так и холодные фронты окклюзии имеют три облачные системы: прежнего теплого, прежнего хо­ лодного и вновь возникшего фронта окклюзии. Первые

3 8 9

две системы с удалением от земной поверхности размы­ ваются, третья же разрастается одновременно с ростом вертикальной протяженности фронта окклюзии.

Условия погоды фронтов окклюзии в общих чертах сходны с погодными условиями основных фронтов, но имеют некоторые особенности, связанные с наличием си­ стемы верхних фронтов и других факторов. При про­ хождении теплого фронта окклюзии условия погоды во многом сходны со сменой погоды при прохождении теп­

лого фронта, а при прохождении холодного фронта ок­ клюзии— со сменой погоды в зоне холодного фронта, однако смена погоды бывает менее резкая.

Степень развития облачных систем, интенсивности осадков и других явлений погоды меньше, чем при основных фронтах, и в каждом отдельном случае зави­ сит от активности фронта окклюзии, определяемой всем комплексом метеорологических характеристик воздуш­ ных масс по обе стороны фронта. Как правило, над рай­ оном смыкания холодного и теплого фронтов (у точки окклюзии) надолго устанавливается устойчивая пасмур­ ная погода с осадками.

§ 38. ЦИКЛОНЫ И АНТИЦИКЛОНЫ

Циклоны. Циклоном называется область понижен­ ного атмосферного давления, ограниченная одной или несколькими замкнутыми изобарами, в которой наблю-

3 90

дается вихреобразное движение воздуха вокруг центра. Перемещение воздушных масс в циклонах Северного по­ лушария происходит против часовой стрелки, в цикло­ нах Южного полушария — по часовой стрелке.

Вертикальная протяженность циклонического вихря (высота циклона) возрастает от 1—2 км в начальной стадии развития до 8—10 км в стадии заполнения. В за­ висимости от высоты, до которой прослеживаются зам­ кнутые изобары, различают следующие циклоны:

— низкие, когда замкнутые изобары выше 3 км от­ сутствуют;

—• средние, когда замкнутые изобары прослежива­ ются до 5 км включительно;

— высокие, когда имеются замкнутые изобары до высоты 9—10 км;

— верхние, когда замкнутые . изобары обнаружива­ ются только на высотах, а на приземной карте отсут­ ствуют.

По географическому принципу,- особенностям возник­

зования, которые возникают в тропической зоне; дости­ гая умеренных широт, эти циклоны могут трансформи­ роваться во внетропические.

Различают три стадии развития циклона:

1) фронтальная волна, или стадия возникновения циклона,— зарождение циклона и появление первой зам­ кнутой изобары, кратной 5;

2)молодой циклон, или стадия углубления и макси­ мального развития циклона,— оформление циклона до гіачала окклюдирования циклона;

3)окклюдированный циклон, или стадия заполнения циклона,— существование циклона от начала окклюди­ рования до исчезновения циклонической циркуляции

(замкнутой изобары).

Продолжительность каждой стадии циклона колеб­ лется от нескольких часов (начальная стадия развития) до нескольких суток. Скорость перемещения также за­ висит от стадии развития циклона. Низкие циклоны в начальной стадии развития перемещаются со скоростью 40—50 км/ч (в отдельных случаях— 100 км/ч) в соот­

391

ветствии с ведущим потоком. Высокие циклоны в позд­ ней стадии развития, заполняясь, чаще становятся мало­ подвижными.

Характеристика погодных условий в циклонах. Погод­ ные условия в циклоне определяются свойствами воз­ душных масс, интенсивностью циклона и активностью фронтов, вертикальным движением воздуха, географиче­ скими особенностями района,. сезоном года и т. п. В зависимости от стадии развития циклонов и место­

нахождения корабля относительно его центра можно вы­ делить три зоны, резко отличающиеся по условиям по­ годы.

М о л о д о й ц и к л о н (рис. 83). Зона I — передняя часть циклона в холодном воздухе перед теплым фрон­ том. В этой зоне характер погоды определяется при­ ближением теплого фронта, который при нормальном (западно-восточном) переносе имеет наиболее частую ориентацию от центра циклона на юго-восточную его периферию. Последовательность изменения погоды при

(рис. 78) является достаточно типичной. При быстром углублении циклона и значительной влажности воздуха образуются слоисто-дождевые облака (Ns), часто захва­ тывающие вершину теплого сектора, из которых выпа­ дают интенсивные обложные осадки. Зимой в таких случаях наблюдается резкое ухудшение видимости, а ле­

3 92

том — грозы. При недостаточной влажности воздуха об­ лачная система не успевает полностью развиться, по­ этому осадки бывают менее интенсивны и носят моро­ сящий характер.

Зона II — тыловая часть циклона за холодным фрон­ том. Здесь погода определяется свойствами холодного фронта и холодной неустойчивой воздушной массой. При достаточной влажности и значительной неустойчи­ вости в этой зоне выпадают ливневые осадки (см. схему холодного фронта, рис. 80).

Зона III — теплый сектор между теплым и холодным фронтами. Характер погоды в теплом секторе опреде-. ляется теплой воздушной массой. Так как теплая воз­ душная масса является преимущественно влажной и устойчивой, то и условия погоды в ней соответствуют характеру погоды теплой воздушной массы.

В окклюдированном циклоне можно выделить зоны условий 'погоды аналогично зонам в молодом циклоне. В отличие от молодого циклона теплый сектор в окклю­ дированном циклоне либо полностью отсутствует, либо располагается на периферии циклона. Поэтому в окклю­ дированном циклоне практически выделяются лишь две зоны условий погоды: обширная передняя часть цикло­ на перед фронтом окклюзии и тыловая за фронтом окклюзии. Условия погоды определяются свойствами воздушных масс по обе стороны фронта окклюзии. Ха­ рактер погоды в передней части окклюдированного цик­ лона определяется в холодную половину года теплым фронтом окклюзии, а в теплую половину года — холод­ ным фронтом окклюзии. В тыловой части окклюдирован­ ного циклона условия погоды сходны с условиями по­ годы в тыловой части молодого циклона. По мере за­ полнения циклона зона осадков распадается на отдельные пятна, фронты размываются, и условия по­ годы постепенно выравниваются во всех секторах цик­ лона.

Т р о п и ч е с к и е ц и к л о н ы . Циклоны, наблюдаю­ щиеся в экваториальной области пониженного давления, имеют структурные особенности и отличаются от внетропических. Из всех возникающих здесь циклонов при­ мерно половина достигает большой интенсивности, а остальные быстро ликвидируются. В этом разделе рас­ сматриваются только те циклоны, в которых ветры до­

3 9 3

стигают силы тропического шторма (8 баллов и более) или урагана (12 баллов).

Тропические циклоны на приземных картах погоды обнаруживаются в виде сгустка концентрических изо­ бар, диаметр которых колеблется от 100 до 300 миль. Глубина тропических циклонов (под глубиной понимает­ ся давление в центре циклона) в период максимального развития составляет 960—950 мбар и менее. Наиболее низкое давление отмечено в центре тропического цик­ лона, наблюдавшегося над Тихим океаном в сентябре 1958 г. под именем «Ида»,— 875 мбар (655 мм рт. ст.). Для тропических циклонов характерным является рез­ кое увеличение барических градиентов и как следст­ вие—ветры ураганной силы. Считается, что максималь­ ная скорость ветра, которую удалось измерить, состав­ ляет ПО м/с (тропический циклон «Ида»), Если учесть, что давление ветра при скорости 30 м/с на поверхность 1 м2 равно 74 кгс, то становится понятным, отчего про­ исходят огромные разрушения, которые причиняют тро­ пические циклоны. Помимо разрушительных действий ветра большую опасность для кораблей всех типов пред­ ставляют гигантские волны, которые сопровождают про­ хождение тропического циклона.

Тропические циклоны возникают в зоне от 5 до 25° по обе стороны от экватора. В Северном полушарии они зарождаются в летне-осенний период, а в Южном — в зимне-весенний. Перемещения тропических циклонов происходят по характерным траекториям, имеющим вид параболы, направленной вершиной на запад. От очагов зарождения они движутся к западу и северо-западу. Вблизи тропиков под влиянием преобладающих воздуш­ ных течений они претерпевают поворот к северо-востоку и востоку. Отдельные тропические циклоны описывают сложные петѴш, прежде чем повернуть к северо-востоку (рис. 84). Установлено, что зарождение тропического циклона происходит над теми районами океана, где тем­ пература воды выше 25°, воздух сильно прогрет и име­ ются большие запасы водяного пара во влажнонеустойчивостратифицированном воздухе. Наибольшая повто­ ряемость тропических циклонов отмечается над аквато­ рией Тихого океана. Часть из них при перемещении в северо-восточном направлении достигает районов Саха­ лина, Курильских островов и Камчатки.

394

Тропические циклоны на Тихом океане называют тай­ фунами, в Атлантическом океане — ураганами, а в Ин­ дийском — виллн-вилли. При обнаружении тропического циклона ему обычно присваивают женское имя из за­ ранее составленного списка, под этим именем он и ре­ гистрируется.

Повторяемость тропических циклонов для различных районов Мирового океана приведена в табл. 29.

В отличие от циклонов умеренных широт в центре тропического циклона имеется зона затишья — глаз бури, в которой наблюдаются прояснения вплоть до ярко-синего неба и слабые ветры, доходящие до штиля.

39 5

Ширина этой зоны всего 15—20 миль. С удалением от центра скорость ветра резко возрастает и на расстоянии

200 миль составляет 6—7 баллов. В движущемся хоро­ шо развитом тропическом циклоне самые сильные вет­ ры наблюдаются в правой половине циклона относи­ тельно направления его движения, где происходит наложение скорости ветра на скорость перемещения самого циклона. Направление ветра зависит от места ко­ рабля относительно центра циклона. В Северном полу­ шарии при нахождении корабля в правой половине цик­ лона ветер изменяется по часовой стрелке, при нахо­

на синоптических картах. Изобары вблизи его центра проходят очень близко друг к другу и технически не мо­ гут быть вычерчены, поэтому положение центра отме­ чается точкой, а величина давления из центра выносит­ ся за пределы циклона.

Для определения давления в центре циклона раз­ работаны эмпирические формулы, позволяющие опреде­

ней замкнутой изобары. Расстояния выражены в гра­ дусах меридиана.

Зона облачности в тропическом циклоне представ­ ляет собой спиральные полосы, сходящиеся к его цент­ ру. С приближением циклона (рис. 85) на расстоянии около 1000 миль появляются перистые облака, сходя­ щиеся к одной точке горизонта, которая указываем на­ правление на центр тропического циклона. На расстоя­ нии 500—600 миль от центра перистые облака переходят в перисто-кучевые, затем появляется густой, облачный покров, почти полностью застилающий небо. Слоистые, слоисто-дождевые и кучево-дождевые облака появляют­

3 9 6

ся на расстоянии около 200 миль от центра вначале в виде далекого берега, а затем в виде стены облаков, от которой отделяются разорванно-дождевые облака.

Моросящие осадки наблюдаются на периферии цик­ лона в зоне слабых и свежих ветров. По мере прибли­ жения центра тропического циклона начинают выпа­ дать обложные осадки, которые переходят в сильней­ шие ливни. Грозы наблюдаются в зоне ураганных ветров, особенно сильны они в тыловой части циклона, где наблюдаются шаровые молнии, с треском разры­ вающиеся вблизи поверхности воды.

Видимость на периферии тропических циклонов ис­ ключительно хорошая, в зоне моросящих и обложных осадков — плохая. За 30—70 миль от центра циклона из-за сильных ливневых осадков и густой водяной пыли, срываемой ураганными ветрами с гребней волн, види­ мость очень плохая и может быть менее 50 м.

При приближении тропического циклона наблюдают­ ся огненные и медно-красные с различными оттенками восходы и заходы Солнца; иногда кажется, что все небо охвачено пламенем. Тропическим циклонам предшест­ вуют очень знойные и Душные дни с совершенно ясной погодой и исключительной видимостью.

Образование и развитие циклонов, В настоящее вре­ мя нет единой общепризнанной теории образования и развития циклонов, которая позволяла бы установить время и место, где будет зарождаться новый циклон. Из

397