18. Барическое поле, горизонтальный барический градиент. Карты барической топографии. Барические системы. Изменение барического поля с высотой в циклонах и антициклонах.

Пространство, каждой точке которого соответствует значение какой-либо величины, называют полем этой величины. В каждой точке атмосферы определено давление, поэтому образованное им поле называет барометрическим, или полем давления, которое является скаляром. На плоскости его можно представить линиями равных значений- изобарами и изобарическими поверхностями. Изобарическая поверхность- та пов-ть, имеющая в каждой точке одно и тоже давление. Изобара- линия, соединяющая точки с одинаковым давлением на уровне моря (или на какой-либо поверхности уровня). Для представления поля в трехмерном пространстве выбирают семейство изобарических поверхностей. Изобарическая пов-ть 1000 гПа проходит вблизи уровня моря, 700 гПа около высоты 3 км, 500, 300 и 200- соответственно 5, 9, 12 км. На каждой поверхности уровня, и.п. при пересечении образуют семейство изобар.

Во всей толще тропосферы распределение давления меняется с течением времени, т.е. меняется расположение изобарических поверхностей в атмосфере. Каждая поверхность создает впадин , гребни, ложбины и купола, расположение которых постоянно меняется относительно друг друга. Чтобы следить за изменением поля, в службе погоды дважды в сутки составляют карты барометрической топографии. Сейчас получили распространение карты абсолютной и относительной барической топографии.

Горизонтальным градиентом давления называют вектор, который направлен по нормали к изобаре, в сторону низкого давления и по величине равный производной давления по нормали. По смыслу, г.г.д. представляет собой изменение давления на единицу расстояния на поверхности уровня в направлении наиболее сильного убывания давления. Числовое значение его равно dp/dn, где n- нормаль к изобаре. Оно обратно пропорционально расстоянию между изобарами.

Форма барического поля непрерывно меняется во времени. Однако это многообразие можно расчленить на небольшое число барических систем. Барические системы с замкнутыми изобарами называются циклонами и антициклонами. В циклоне в центре пониженное давление и горизонтальные барические градиенты направлены от периферии к центру, в антициклоне – наоборот.

К барическим системам с незамкнутыми изобарами относятся ложбины и гребни. Ложбина – полоса пониженного давления между двумя областями повышенного. Изобары в ложбине близки к параллельным прямым или имеют форму буквы V (если ложбина является вытянутой переферийной частью циклона). Барические градиенты направлены от переферии к оси. Гребень – полоса повышенного давления между двумя областями пониженного. Изобары в гребне близки к параллельным прямым или имеют форму перевернутой буквы V, если гребень является переферийной частью антициклона.

Седловина – участок барического поля между расположенными крест-накрест двумя циклонами (или ложбинами) или антициклонами (или гребнями). Точка в центре седловины называется точкой седловины.

С высотой распределение давления становится ближе к распределению температуры (барическая ступень прямо пропорциональна температуре). В передней части циклона и в тыловой части антициклона температура высокая, в тыловой части циклона и в передней части антициклона – низкая. Таким образом, в расположенных рядом циклоне и антициклоне изотермы, и, следовательно, изобары в высоких слоя, имеют волнообразную форму (внизу изобары замкнуты). При этом над передней частью циклона и над тыловой частью антициклона находятся гребни, а над тыловой частью циклона и передней антициклона – ложбина.

В ряде случаев температура в области циклона или антициклона распределяется с высотой симметрично относительно приземного центра системы. В холодном циклоне (самая низкая температура в центре) барический и термический градиент совпадают по направлению, т.е. барический градиент с высотой увеличиваются, замкнутые изобары обнаруживаются до больших высот: холодный циклон является высоким. Если температура в центре наибольшая, то температурная составляющая барического градиента направлена противоположно барическому градиенту у Земли. Значит, с высотой барический градиент уменьшается. Теплый циклон, следовательно, является низким образованием. Холодные антициклоны являются низкими, а теплые – высокими.

19. Что такое барическое поле? Каким образом описывают барическое поле на уровне моря и в толще атмосферы? Какие карты строятся для описания барического поля? Какие барические системы

обнаруживаются на этих картах?

Форма барического поля непрерывно меняется во времени. Однако это многообразие можно расчленить на небольшое число барических систем. Барические системы с замкнутыми изобарами называются циклонами и антициклонами. В циклоне в центре пониженное давление и горизонтальные барические градиенты направлены от периферии к центру, в антициклоне – наоборот.

К барическим системам с незамкнутыми изобарами относятся ложбины и гребни. Ложбина – полоса пониженного давления между двумя областями повышенного. Изобары в ложбине близки к параллельным прямым или имеют форму буквы V (если ложбина является вытянутой переферийной частью циклона). Барические градиенты направлены от переферии к оси. Гребень – полоса повышенного давления между двумя областями пониженного. Изобары в гребне близки к параллельным прямым или имеют форму перевернутой буквы V, если гребень является переферийной частью антициклона.

Седловина – участок барического поля между расположенными крест-накрест двумя циклонами (или ложбинами) или антициклонами (или гребнями). Точка в центре седловины называется точкой седловины.

С высотой распределение давления становится ближе к распределению температуры (барическая ступень прямо пропорциональна температуре). В передней части циклона и в тыловой части антициклона температура высокая, в тыловой части циклона и в передней части антициклона – низкая. Таким образом, в расположенных рядом циклоне и антициклоне изотермы, и, следовательно, изобары в высоких слоя, имеют волнообразную форму (внизу изобары замкнуты). При этом над передней частью циклона и над тыловой частью антициклона находятся гребни, а над тыловой частью циклона и передней антициклона – ложбина.

В ряде случаев температура в области циклона или антициклона распределяется с высотой симметрично относительно приземного центра системы. В холодном циклоне (самая низкая температура в центре) барический и термический градиент совпадают по направлению, т.е. барический градиент с высотой увеличиваются, замкнутые изобары обнаруживаются до больших высот: холодный циклон является высоким. Если температура в центре наибольшая, то температурная составляющая барического градиента направлена противоположно барическому градиенту у Земли. Значит, с высотой барический градиент уменьшается. Теплый циклон, следовательно, является низким образованием. Холодные антициклоны являются низкими, а теплые – высокими.

Картой абсолютной барической топографии избранной изобарической поверхности называется карта топографии этой поверхности по отношению к уровню моря.

Картой относительной топографии данной изобарической поверхности называется карта топографии этой поверхности по отношению к нижележащей изобарической поверхности. Карты относительной топографии показывают распределение температуры в атмосфере.

Набор карт абсолютной топографии за один срок наблюдений позволяет получить представление о трехмерном строении поля давления в момент наблюдений, а последовательность карт – об измени поля давления с течением времени.