A ciklon életében több fejlődési szakasz van:

1. A ciklon kezdeti szakasza (hullámstádium),

2. Fiatal ciklon stádiuma,

3. A ciklon maximális fejlődési szakasza,

4. A ciklon feltöltődésének (elzáródásának) szakasza.

A ciklonfejlődés kezdeti, körülbelül egy napig tartó szakaszát az előfordulás első jeleitől az első zárt izobár felszíni időjárási térképen való megjelenéséig tartó folyamat jellemzi. A nyomáskülönbség a központ és a periféria között nem több, mint 5-10 mb. Magasságban az örvények a kezdeti szakaszban nem követhetők.

A második fejlődési szakaszban, amelynek időtartama szintén általában nem haladja meg az egy napot, a ciklonok már legalább 2 zárt izobárral rendelkeznek. A termobarikus tér deformálódik, a ciklon mélyül, erőteljes légköri örvénylé alakul, jelentős szélsebességgel. A ciklonális cirkuláció a légkör felső rétegeibe terjed.

A harmadik szakaszt a ciklon közepén a legalacsonyabb nyomás jellemzi. A szakasz időtartama nem haladja meg a 12-24 órát.

Az utolsó szakaszban a ciklon megtelik. A Föld felszínén a ciklon közepén a nyomás emelkedik. A nyomás és a szélsebesség vízszintes gradiense fokozatosan csökken. Ez a szakasz a leghosszabb - 4 nap vagy több.

Az előrejelző gyakorlati tapasztalatai azt mutatják, hogy a ciklon kialakulásának legkedvezőbb feltételei akkor alakulnak ki, ha felszíni középpontja a nagy magasságú barikus vályú elülső része alatt, AT500-nál helyezkedik el, a geopotenciál jelentős vízszintes gradiensei mellett. (magassági frontális zóna). Az erősítő hatás az izohipszisek divergenciája az izohipszisek ciklonális görbületével, amely az áramlás mentén csökken. Itt a légtömegek megritkulása következik be, ami dinamikus nyomásesést okoz.

A légkör fedőrétegében a hőmérséklet emelkedésével, azaz. A hőadvekcióval a Föld nyomása csökken. A legnagyobb hőadvekció általában a ciklonok elején megy végbe, ahol az advektív nyomáscsökkenés következik be, és ott alakul ki a felszálló légmozgások területe. A legnagyobb hidegadvekció a hidegfront mögött, a ciklon hátulsó részén figyelhető meg, advektív nyomásnövekedés, és ahol leszálló légmozgások területe alakul ki.

Az advekció (lat. advectio szállításból) a meteorológiában a levegő vízszintes irányú mozgása és tulajdonságainak átadása vele: hőmérséklet, páratartalom és mások.

Kezdeti ciklon szakasz (hullámstádium)

A ciklon kezdeti szakaszának időtartama a barikus képződés első jeleitől az első zárt izobár felszíni időjárási térképen való megjelenéséig körülbelül egy nap. Ha elöl az elülső részében (a mozgás irányában) fellép egy hullám, akkor az elülső hullám meleg, hátul pedig a hideg karakterét kapja. Ha a hullám instabil, tovább fejlődik ciklonná, ennek oka az alacsony nyomású terület kialakulása és a légáramlás ciklonális örvénylésének kezdete. A front viszonylag kis hullámszerű zavarása miatt (lásd 1.1. ábra) a ciklon fejlődésének ezt az első szakaszát hullámszakasznak nevezzük.

Rizs. 1.1.

Hullámzavar kialakulásakor a frontnak megfelelő felhősáv több száz kilométeres frontszakaszon kitágul. A tágulás általában a hideg levegő felé figyelhető meg. A hullám továbbfejlődésével a felhősáv a hideg levegő felé hajlik. A hullám tetején kialakuló görbület a felhőzet megvastagodásával jár. A legerősebb, és a képeken világosabb, enyhe felhőzet közvetlenül a hullámtető felett található, ahol a legintenzívebb a felszálló légmozgás. A felhőtömb elülső részén a rétegfelhők sávszerkezetet vesznek fel. A felhősávok egybeesnek a jobb oldali függőleges szélnyírás irányával a középső légkörben. Hideg levegőn a frontális felhőzet viszonylag széles sávja mögött olykor egy, két vagy több ív alakú felhősáv is megfigyelhető, mintha a fő frontális sáv görbületét ismételné. , de hullám fellépésekor néha felhősávok jelennek meg.

A ciklonhullám területén az időjárást a meleg és hideg frontok jelenléte határozza meg ezen a területen. A melegfronti zónában nagy függőleges vastagságú nimbostratus felhők képződnek. Ezeknek a felhőknek a legnagyobb függőleges ereje általában a hullám teteje közelében figyelhető meg. A felhőzet felső határa elérheti a 6-8 km-es magasságot, néhol még magasabbat is. A nulla izoterma még a meleg évszakban is a felhőrendszer belsejében található, aminek következtében a repülőgép jegesedése lehetséges a felhők negatív hőmérsékleti tartományában. A melegfront előtt széles sávban hullik kiterjedt csapadék (nyáron gomolyfelhők kialakulásával nem ritka a zápor), nagymértékben rontva a látási viszonyokat. Ennek eredményeként a melegfront hatászónájában általában nehéz meteorológiai repülési viszonyok jönnek létre. A hullámzónában a hidegfront a legtöbb esetben egy 2. típusú hidegfront, erre a frontra jellemző felhő- és csapadékrendszerrel, amelyet az előző fejezetben ismertettünk. fémjel hullámstádium az, hogy ilyen időjárási mintát a kezdetben álló front viszonylag kis szakaszán figyelhetünk meg.

Az extratrópusi szélességi körök légköri zavarai - ciklonok és anticiklonok - elsősorban a fő légköri frontokon, vagyis a poláris (mérsékelt) és a trópusi levegő közötti frontokon, illetve a sarkvidéki és poláris levegő között jelentkeznek.

A fejletlen és lassan mozgó örvények csak jelentéktelen része keletkezik a PP közvetlen termikus hatása alatt.

Az 1000 km-es vagy annál nagyobb hosszúságú hatalmas hullámok megjelenése a főfrontok felszínén hőmérséklet- és széltörést idézhet elő a fronton, a Föld forgásának légáramlásokra ható eltérítő ereje pedig hozzájárul a mezoskálájú örvények – ciklonok és anticiklonok – generálása. Ebben az esetben a homlokfelület és a frontvonal a Föld felszínén hullámszerű deformációkat tapasztal. Egyes területeken (hullámhegyekben) a front alacsony szélességi fokokra, másutt (frontális hullámvölgyekben) magas szélességekre tér el. Ugyanakkor a légáramlatok elvesztik zónás jellegüket, és megjelennek a hideg és meleg levegő nyelvei - hideg és meleg frontok szakaszai. A frontális hullámok völgyeiben ciklonális mozgások alakulnak ki, és a nyomás csökken - ciklonok alakulnak ki. A ciklonok központi részei közvetlenül a fronton helyezkednek el, így a front áthalad a ciklonok belső tartományain. A ciklon előtt a front a magas szélességi körök felé tolódik el, és melegfront jellegű. A ciklon hátsó részében a front alacsony szélességi körökre mozdul el, és hidegfront jellegű. Ugyanakkor mindkettő ugyanannak a főfrontnak a szakasza. A frontokra jellemző felhő- és csapadékrendszerek az egykori lassan mozgó állófront megfelelő szakaszain keletkeznek és alakulnak ki (28. ábra).

9. ábra A ciklon szakaszai: a – fiatal; b - bekerítve.

Rizs. 28. Extratrópusi ciklon fejlődési szakaszai:

a - ülő front a felszíni időjárási térképen; 6 – hullámzavarok ülő fronton; c - ciklon kialakulása egy álló, ülő fronton; d - fiatal ciklon

A mélyülő ciklon hidegfrontja gyorsabban mozog, mint a meleg. A hidegfront mozgási sebessége a geosztrofikus szél sebességének körülbelül 0,8-a, a melegfront pedig nem haladja meg az érték 0,65-ét. Ennek az eltérésnek köszönhetően egyrészt a frontális felületek hullámszerű hajlításának profilja nem lesz szimmetrikus: a meleg és a hideg front egy irányban kidudorodik, másrészt a perturbáció amplitúdójának növekedésével. , a ciklon meleg szektora folyamatosan szűkül, mivel a hidegfront fokozatosan megelőzi a meleget. A frontok záródásának pillanatában a ciklon földfelszínhez közeli középső részét hideg levegő tölti meg, a meleg levegő visszaszorul a magasabb rétegekbe.

Ez a ciklon fejlődésének harmadik szakasza - az elzáródás szakasza. A fiatal ciklon szakasza, amely átlagosan 12-24 óráig tart, addig tart, amíg a földfelszín közelében meleg levegő marad a ciklon közepén.

A ciklon okklúziós szakasza a maximális fejlődés szakasza: a ciklon kezdete után éri el a szélsebesség a ciklonban a maximális értékét. Ekkor a legalacsonyabb nyomás a ciklon alatti felszín közelében figyelhető meg, és a ciklon magas hidegbarikus képződménymé válik. A jövőben megkezdődik a ciklon fejlődésének utolsó (negyedik) szakasza - a töltés szakasza: Légköri nyomás növekszik, a szél sebessége csökken, és a zavar fokozatosan elmúlik.

Az extratrópusi ciklonok kialakulásának figyelembe vett sémája jellemző, de nem minden esetben kötelező. A ciklonok keletkezése nem csak álló, hanem lassan mozgó hideg, esetenként meleg frontokon is lehetséges. Az elzáródás kezdete után azonban nem feltétlenül következik a ciklon feltöltődésének szakasza. Ha az okklúzió után a ciklonban némi másodlagos termikus aszimmetria marad az okklúziós front előtti és mögötti hideg levegő hőmérséklet-különbsége miatt, akkor a ciklon az elzáródás után is tovább mélyülhet. Ez különösen igaz akkor, ha hideg levegő a ciklon hátulján melegebb van, mint a ciklon elején.

A viharos széllel járó legmélyebb extratrópusi (frontális) ciklonok akkor jönnek létre, amikor három alapvető légtömeg vesz részt a cikogenezis folyamatában: trópusi, poláris és sarkvidéki. Például, ha egy fiatal ciklon középpontja, amely a sarki fronton keletkezett, a sarkvidéki front közelében van, akkor a sarkvidéki levegő belép a ciklon területére, és fokozza annak termikus kontrasztját. Ebben az esetben a ciklonokat különleges mélység, nagy barikus gradiensek és ennek megfelelő szélsebesség jellemzi. Az ilyen ciklonok leggyakrabban az őszi-téli időszakban erednek az Atlanti-óceán északi részén.

Az anticiklonok kialakulásának mechanizmusa is szorosan összefügg a ciklogenezis folyamatával. Lényegében ez egyetlen folyamat, amely egy álló front hosszú hullámaihoz kapcsolódik.

A ciklon és az anticiklon életében több fejlődési szakaszt különböztetnek meg:
1) a kezdeti szakasz (az előfordulás szakasza),
2) egy fiatal ciklon (anticiklon) állapota,
3) a maximális fejlődés szakasza,
4) ciklon feltöltődés vagy anticiklon pusztulás szakasza

A kezdeti, körülbelül egy napig tartó szakaszt a barikus képződés első jeleitől az első zárt izobár felszíni időjárási térképen való megjelenéséig tartó folyamat jellemzi. A nyomáskülönbség a központ és a periféria között nem több, mint 5-10 mb. Magasságban az örvények a kezdeti szakaszban nem követhetők.

A második fejlődési szakaszban, amelynek időtartama szintén általában nem haladja meg az egy napot, a bárikus képződmények már legalább 2 zárt izobárral rendelkeznek. A termobarikus tér deformálódik, a ciklon mélyül, az anticiklon felerősödik, erőteljes légköri örvénylé alakulva jelentős szélsebességgel. A ciklonális cirkuláció a légkör felső rétegeibe terjed.

A harmadik szakaszt a ciklon közepén a legalacsonyabb (legmagasabb) nyomás jellemzi. A szakasz időtartama nem haladja meg a 12-24 órát.

Az utolsó szakaszban a ciklon (anticiklon) feltöltődik (megsemmisül). A Föld felszíne közelében, a ciklon középpontjában a nyomás emelkedik, az anticiklon közepén pedig csökken. A nyomás és a szélsebesség vízszintes gradiense fokozatosan csökken. Ez a szakasz a leghosszabb - 4 nap vagy több.

A ciklon fejlődésének minden szakaszában sajátos háromdimenziós szerkezettel rendelkezik, és minden szakaszt az időjárás sajátosságai különböztetnek meg.

Általában egy ciklon áthaladása zord időjáráshoz kötődik, esővel és erős szelek. De egy ciklon több heterogén légtömegből áll, amelyek eltérőek az időjárási jellemzőkben. Egy ciklonban csapadékos és napos idő is lehet, az első és hátsó részein lévő légtömegek tulajdonságaitól függően.

A ciklonális rendszerekhez kapcsolódó esők a meleg időszakban öntözik a földet, télen pedig a hótakaró védi a termést a fagytól. Másrészt a ciklonok az okai veszélyes jelenségek nagy katasztrófákat hozó időjárás. Például viharhullámok, amelyek abból erednek erős szelek veszélyesek a hajókra, tönkreteszik a kikötői létesítményeket.

Az erős szél a hajó oldal- és dőlésszögével és dőlésével sebességcsökkenéshez vezet, korlátozza a tengerészek és halászok életkörülményeinek kényelmét, bizonyos veszélyt jelent a hajó biztonságára, és megnehezíti a termelési műveletek végrehajtását.

A tengeri műveletek sajátos veszélye a jegesedés, amelynek valószínűségét és intenzitását az erős és viharos szél, valamint a magas hullámok növelik. Egy jól fejlett ciklon hátsó részén a jegesedés valószínűsége túlnyomórészt a hideg levegő advekciója idején a legnagyobb, amit erős, túlnyomóan északnyugati és északi irányú szél kísér. A jegesedési zóna a ciklon hátsó részén, a hidegtől bizonyos távolságra található légköri front, ahol alacsony a levegő hőmérséklete és jól fejlett az izgalom.

Kiadós csapadék a kalászosok érésekor vagy a betakarítási károk idején mezőgazdaság, a hószállingózás minden közlekedési mód normál működését megzavarja.

A klasszikus fejlődés során a ciklon rendszerint magas, alacsonyan mozgó, kvázi függőleges tengelyű barikus képződménymé alakul. Az egyes szakaszok időtartama néhány órától több napig terjed. A ciklonfejlődés kezdeti szakaszai a legkevésbé hosszúak.

A hullám megjelenése egy kvázi stacionárius fronton (vagy olyan fronton, amelynek nincs szigorú stacionaritása) a troposzféra termobár mezejének deformációjával jár együtt. A meleg levegő a hideg levegő irányába igyekszik elmozdulni, a hullám tetején a nyomás csökkenni kezd, ami itt hozzájárul a ciklonális keringés kialakulásához.

A hullám hátulján egy szélkomponens jelenik meg, amely hideg levegőből meleg levegőbe irányul - a hullám ezen szakasza hideg lesz. A hullám előtt termikus taréj, hátul pedig termikus üreg képződik. A Föld felszíne közelében zárt izobárok jelennek meg.

A termobár tér átstrukturálódása a légmozgások vertikális komponenseinek megváltozásával és ennek megfelelően a frontális felhőhullám átalakulásával jár együtt. A hullám előtt a meleg levegő felfelé csúszása következtében Ns-As-Cs erős rétegfelhők képződnek.

Ha kezdetben a főfront mentén csapadéksáv volt megfigyelhető, ami a súrlódások konvergenciájával vagy azzal a ténnyel volt összefüggésben, hogy a frontnak nem volt szigorú stacionaritása, hanem például teljes hosszában hideg volt, akkor a hullám, a felhősáv szélesedik, a csapadék aktívabbá válik, folyamatos jelleget ölt.

A dinamikus és termikus konvekció hatására gomolyfelhők képződnek a hullám hátuljában.

A ciklon fejlődésével a frontális felhősáv deformációja fokozódik, és a ciklon átmegy a következő szakaszba, egy fiatal ciklonba.

A ciklon korai szakaszában feltételesen három zóna különíthető el, amelyek időjárási jellemzőikben különböznek egymástól:
1) a ciklon eleje,
2) a ciklon meleg szektora,
3) a ciklon hátsó része.

A ciklon elején az időjárás melegfront hatására alakul ki, amely feltételes hátsó határa ennek a zónának.

Amikor egy tipikus, több ezer kilométeres vízszintes eloszlású melegfront felhőrendszer (felfelé csúszó felhő) közeledik a felszíni melegfrontvonaltól 900-1000 km távolságra, a megfigyelő egy vékony felhősávot rögzít. átlátszó pehelyfelhők (Ci) a cirrostratusszal együtt.

A pehelyfelhők a melegfronti felhőrendszer élére jellemzőek. Ezek a felhők 6-8 km magasságban vannak. A pehelyfelhők jól átvilágítanak a Napon, a Holdon, a csillagokon. Formájuk párhuzamos szálak, összeakasztottak (Ci uncinus) Jégkristályokból állnak.

A cirrostratus felhők egy átlátszó, fehér, egységes fátylat képviselnek, amely az egész égboltot beborítja, és gyakran halo jelenségeket adnak a Nap vagy a Hold közelében.

A tőle mintegy 600 km-re lévő melegfront közeledtével a cirrus és cirrostratus felhőket erősen rétegzett áttetsző (As transz.) és erősen rétegzett sűrű (As op.) váltja fel.

Az Altostratus áttetsző felhők szürkés vagy kékes egyenletes felhőtakarónak tűnnek, néha kissé rostos megjelenésűek, fokozatosan beborítva az egész égboltot. A nap és a hold átsüt a felhőrétegen, mintha matt üvegen keresztül. Erősen rétegzett sűrű - egyenletes szürke borítás, gyakran inhomogén sűrűségű. A nap és a hold nem süt át.

Ezek a felhők mérsékelt szélességi körök ah 2-7 km magasságban figyelhetők meg. Függőleges vastagságuk eléri a több kilométert. A felhősáv körülbelül 300 km széles. Túlhűtött cseppek és kristályok keverékéből állnak, és csapadékot adnak esési sávok formájában, amelyek télen elérhetik a földfelszínt. Nyáron az Asból lehulló csapadék nem éri el a Föld felszínét, a felhők alatti meleg levegőrétegeken áthaladva elpárolog (ál-szitáló csapadék).

Az altostratus felhők alatt sűrű nimbostratus felhők (Ns) találhatók, szorosan a melegfront mellett. ns emlékezteti kinézet Mint, de sötétebb színű.

A ciklon középpontja közelében, ahol a legnagyobb felhővastagság figyelhető meg, az As-Ns felhőrendszer szélessége körülbelül 500-600 km.

Általában Ns felhők hézag nélkül borítják be az egész eget. Az Ns zóna több mint 300 km széles. Ns felől hullik kiadós csapadék.

A mérsékelt övi szélességi körökben az N-k nagy része 2 és 7 km között fekszik, bázisuk azonban gyakran 2 km alatt van, felső határa pedig elérheti a 8 km-t.

Néhány N-t ritkán figyelünk meg - általában töredezett esőfelhők alakulnak ki alattuk (Fr nb. - Az Fr nb. kifejezés törött gomolyfelhőkre vagy törött rétegfelhőkre vonatkozik, ha nimbostratus felhők egy rétege alatt figyeljük meg, amelyről csapadék hullik).

Ha a határrétegben enyhe a melegfront szelvénye, akkor a fő felhőrendszer és a kiterjedt csapadékzóna a frontvonalról előretolható.

Nyáron, napközben a melegfront közelében felszálló mozgások olykor konvektív jelleget kölcsönöznek, a frontális felhőzetben pedig konvektív felhőzet figyelhető meg, a csapadék záporokba fordul, gyakran zivatarral kísérve.

Körülbelül 30 km/h melegfronti sebesség mellett a melegfronti felhőrendszer ponton való áthaladásának időtartama átlagosan egy nap, ebből a kiterjedt csapadékzónában körülbelül 10 óra.

A ciklon elején nyomásesés tapasztalható, a melegfront közeledtével növekszik.

A ciklon előtt általában nyugatról keletre fújó szél túlnyomórészt délkeleti irányú.

A ciklon meleg szektorának időjárására az ÉSZ felőli csapadék megszűnése, a levegő hőmérsékletének emelkedése, a szél délkeletiről délnyugatira fordulása jellemző. A front áthaladása után a nyomásesés jelentős gyengülése figyelhető meg, ami a meleg szektor hátsó határát jelentő hidegfront mögötti növekedéssel zárul.

Nyáron, a meleg szektorban jelentős felhősödés mellett a levegő hőmérséklete nem térhet el jelentősen a melegfront előtti levegő hőmérsékletétől. Néha a meleg szektorban alacsonyabb léghőmérséklet figyelhető meg, mint a melegfront előtti légtömegben (melegfronti maszkolás).

A meleg szektor légtömege túlnyomórészt nedves és stabil. Itt dinamikus konvekciós felhők jelenhetnek meg - rétegzett és stratokumulusok (St, Sc). A réteges ködös (St neb.) felhők olyan alacsonyan helyezkedhetnek el, hogy a magas földi objektumok tetejét borítják, és ködhöz hasonlítanak. A meleg szektorban gyakran megfigyelhető advektív köd, amelyet erős szél kísér.

Ha a dinamikus konvekció elhanyagolható mértékben fejlődik ki, például gyenge szél esetén, vagy ha a kondenzáció szintje a dinamikus konvekció felső határa felett van, akkor derült időjárás figyelhető meg.

Jelentősebb csapadék a meleg szektorban általában nem figyelhető meg, től rétegfelhők, amelyek cseppfolyósak, szitáló csapadék hullhat, a stratocumulusból télen - gyenge hó.

Egyes esetekben a rétegfelhők függőleges vastagsága annyira megnövekszik, hogy elérik a kristályosodási szint felső határát, nimbostratuszokká alakulnak és csapadékot kezdenek adni.

Ha a melegfront egy markáns vályúban helyezkedik el és lassan mozog, az emelkedő mozgások a postfrontális régiót is megragadhatják. Ebben az esetben az As-Ns felszálló csúszófelhőrendszer a melegfront két oldalán helyezkedik el, és a front mögött a felhőrendszer jelentősen rétegzett és vagy nem ad csapadékot, vagy gyenge csapadék, gyakran karakteres. szitálás.

Nyáron a ciklon szárazföld feletti meleg szektorában instabil lehet a légtömeg vagy gyengén felhős idővel, vagy gomolyfelhőkkel, helyenként gomolyfelhőkkel, kiadós csapadékkal, gyakran zivatarokkal, ezen belül éjszaka, sugárzási ködökkel (főleg csapadék után) és éjszakai tisztázás).

A meleg szektor hátsó részén, a 2. fajta hidegfrontjától mintegy 200 km-re, helyenként lencse alakú (Cc lent.) cirrocumulus felhők (Cc) jelennek meg, amelyek alatt altostratus lencse alakú felhők (Ac) jelennek meg. lent.), stratocumulus (Sc). A hidegfront előtt, vele párhuzamosan gomolyfelhők tömbje található - sűrű és erőteljes felhők, jelentős mértékben vertikális fejlődés hegyek és tornyok formájában. A Cb felső része lehet meglehetősen sima (Cb calvus - kopasz), de gyakran üllő (Cb incus), sapka (Cb pileus) vagy fátyol (Cb capillatus, Cb velum) alakú.

A cumulonimbus felhők vízcseppekből állnak (alacsony levegő hőmérsékleten - túlhűtve), a felső részeken pedig jégkristályokból. A felhőalapok általában 2 km alatt fekszenek, a csúcsok a felső troposzféra magasságáig nyúlhatnak. Így vastagságuk 3-10 km között változhat.

A fő csapadék a mintegy 70 km széles hidegfront előtti Cb sávból hullik. A Cb felől érkező csapadék viharos jellegű, zivatarokkal és jégesővel. Ha a meleg levegő nagyon száraz, hidegfront csapadék nélkül áthaladhat.

A frontális zivatarokra különösen jellemző a zivatar (éles szélerősödés akár 20-30 m/s-ig).

Egyes esetekben a szélroham látható megnyilvánulása egy törzs (tuba), amely egy gomolyfelhő tövéből örvénylő légmozgással kilépő felhőoszlopot képvisel.

Magas nedvességtartalommal és a légkör jelentős instabilitásával egy hatalmas, sötét törzs nyúlik ki egy erőteljes zivatarfelhőből, amelynek alsó bázisa felborult tölcsér alakját ölti a Föld vagy a tenger felszíne felé.

Ha örvény képződik a tenger felett, azt tornádónak, a szárazföld felett trombusnak nevezik. Felé emelkedik egy széles por (a szárazföldön) vagy víz (a tengeren) tölcsére.

A törzs, úgymond, a végét a tölcsér nyitott táljába süllyeszti (a levegő spirálisan emelkedik). Folyamatos oszlop képződik, amely nagy sebességgel mozog (legfeljebb 100 km / h). A szél sebessége egy tornádóban eléri az 50-100 m/s-t erős emelkedő komponens mellett.

Több tornádótölcsér is leszállhat egy zivatarfelhőből. Ebben az esetben minden, ami az útjába kerül, behúzódik az örvényrendszerbe, majd ezek a tárgyak kiesnek a felhőből, néha a szívóponttól jelentős távolságra. Létezési ideje néhány perctől több óráig terjed.

Az örvény közepe és a periféria közötti nyomáskülönbség néha eléri a 150-200 hPa-t. Ilyen nyomáskülönbség mellett katasztrofális pusztulás következik be, a szél felemelheti az embereket, az állatokat, az autókat, a háztetőket, a hidakat.

A hidegfront mögötti ciklonban kialakult időjárás instabil hideg légtömegre jellemző. Gomolyfelhők, gomolyfelhők vannak, kiadós, sokszor megismétlődő csapadék, napközben néhol zivatar, zivatar, éjszaka sugárzási köd figyelhető meg a kontinensek felett. napi tanfolyam meteorológiai elemek különösen nagy.

A hidegfront átvonulása után a szél éles déli, délnyugati északnyugati fordulata, a szél sebességének növekedése, nyomásnövekedés, a levegő hőmérsékletének csökkenése (tiszta időben gyorsan felmelegszik a hideg levegő nyári).

A csapadék általában egy hidegfront átvonulásával szűnik meg. Az 1. típusú hidegfront esetében azonban a front mögött elhelyezkedő felhőrendszer (As-Ns) továbbra is általános jellegű csapadékot ad.

Ha a hideg levegő száraz, és intenzíven ereszkedő mozgások alakulnak ki benne, akkor felhőtlen idő figyelhető meg.

A ciklon életének második felét előrehaladási sebességének csökkenése, a troposzféra termobár mezejének jelentős átalakulása jellemzi - a ciklon magas, termikusan szimmetrikus (hideg) barikus képződménymé válik. Az elzáródási folyamat a meleg levegő kiszorulásához, a meleg szektor területének csökkenéséhez vezet annak fokozatos eltűnésével. A fő meleg és hideg front felhősávjai egyesülve az okklúziós front egyetlen felhős spirálját alkotják.

A ciklonok elzáródásának szakaszában az időjárási viszonyok szerint 2 zónát különböztetnek meg:
1) a ciklon középső és elülső része az okklúziós front előtt,
2) a ciklon hátsó része az okklúziós front mögött.

Elzárt ciklon esetén a légtömegek jellemzőitől függően eltérő az időjárás az elzárt front mindkét oldalán.

Az elzáródás melegfrontja esetén az előtte lévő légtömeg hidegebb lesz, mint a front áthaladása után. A hóviharok és a jeges viszonyok az elzáródás meleg frontjával járnak.

Hidegfrontos elzáródás esetén éppen ellenkezőleg, a hátsó tömeg hidegebb lesz. Az elzáródás hidegfrontjain gyakran figyelhető meg zivatar, gyakori a köd, különösen a frontzónában a rövid távú éjszakai tisztások idején.

Az okklúzió elején a hideg és meleg frontok felhőrendszerének kombinációja van - a felszálló rétegfelhőkből (As-Ns) és a konvektív gomolyfelhőkből (Cb) közös csapadéksáv alakul ki, amelyek mindkét oldal előtt hullanak. frontvonal és mögötte.

A Föld felszínéhez közeli ciklonelzáródás stádiumában a hideg főfront mögötti barikus vályúkban, ahol a szél konvergál, esetenként másodlagos hidegfrontok (általában legfeljebb 2) alakulnak ki - vízszintesen inhomogén hideg légtömeg belsejében lévő frontok, amelyek mögött egy ugyanennek a tömegnek a hidegebb része. A másodlagos frontokon a 2. típusú hidegfront felhőrendszerének felhőzetéhez hasonló felhőrendszer van, de a felhők függőleges kiterjedése kisebb, mint az elsődlegeseké.

Ugyanakkor a ciklonban 3 zóna különíthető el, eltérő időjárási jellemzőkkel, hasonlóan egy fiatal ciklonhoz:
1) a ciklon eleje,
2) a ciklon másodlagos meleg szektora, amelynek határai az okklúziós front és a másodlagos hidegfront,
3) a ciklon hátsó része - a másodlagos hidegfront mögött.

Egy fiatal ciklon meleg szektorához képest a másodlagos meleg szektorban az okklúziós front áthaladását követő rövid ideig tartó tisztulást követően a ciklon hátulján konvektív felhők jelennek meg a másodlagos frontokhoz kapcsolódóan, heves esővel, zivatarral, zivatarral. és hóviharok (12.30. ábra).

Sőt, záporok még az év hideg felében is megfigyelhetők, mivel az okklúziós front mögött elhelyezkedő, viszonylag meleg légtömeg jelentős instabilitást mutat, és a felső troposzférában már hideg van.

Néha, ha a fő meleg szektor maradványai vannak a ciklon perifériáján, egy igazi meleg szektor továbbra is elszigetelt.

A ciklon további feltöltődésével az okklúziós front egyetlen felhősávja helyett szórványos felhőelemek jelennek meg, amelyek főként gomolyfelhőkből állnak.

Fokozatosan kiegyenlítődik a nyomás- és szélmező, a ciklon teljesen megtelik, de az egykori ciklon helyén még 1-1,5 napig fennmaradhat a felhők örvényszerkezete - i. a páratartalom és a hőmérséklet továbbra is eltér a környező értékektől.

Amint azt korábban bemutattuk, a mérsékelt szélességi körökből származó hideg levegő és a viszonylag meleg levegő közötti határfelület nagyobb. alacsony szélességi fokok mérsékelt övi szélességi frontnak vagy sarki frontnak nevezik. Ez a sarki front elég nagy. Kis hézagokkal az egész bolygót körülveszi. Ezen a sarki fronton keletkeznek a mérsékelt övi szélességi mélységek (2. ábra).

2. ábra - Ciklon előfordulása.

A mélyedések kialakulását (keletkezését) a meleg és hideg légtömegek közötti nagy hőmérséklet-különbség segíti elő. Ezeken a szélességeken, mint ismeretes, a nyugati transzfer dominál. A sarki fronton ciklon kialakulásához a meleg levegőnek gyorsabban kell kelet felé mozdulnia, mint a hideg levegőnek. Az ilyen mélyedések általában kis hullámzavarokként kezdődnek a homlokfelületen. Amint megjelenik egy hullám, a meleg levegő észak felé, a hideg pedig dél felé rohan. Forgószél fordul elő. A meleg levegő lassan felszáll a hideg levegő éke fölé a meleg fronton; hideg levegő beékelődött (szivárog) a meleg levegő alá a hidegfronton. A Föld felszínén kezdődik, és fokozatosan terjed felfelé. Ugyanakkor nyomásesés van a középpontban; más szóval a depresszió elmélyül.

A hidegfront gyorsabban mozog, mint a melegfront. Az előlapok csavarodnak és összeolvadnak. Ezt elzáródásnak nevezik (3. ábra).

3. ábra - Elzáródás kialakulása.

Az okklúziós front előtt hideg levegő van, ami a melegfront előtt volt, az okklúziós front mögött hideg levegő, ami korábban a hidegfront mögött volt. A meleg levegőt felfelé nyomják. A Földön a légtömegek közötti hőmérséklet-különbség csökken, és mivel a levegő hideg, a nyomás nő.

Jól megkülönböztethető egy kavargó okklúziós front, egy hosszú hidegfronti sáv sűrű gomolyfelhőkkel, a melegfront egy rövid szakasza széles rétegfelhőzónával; felhőtlen terek egy hidegfront mögött.

Általános esetben minden ciklon esetében feltételesen megkülönböztetjük a következőket:

1) előfordulási szakasza– a zárt ciklonális keringés megjelenésére utaló jelek megjelenésének kezdetétől az első zárt izobárig. Ez a szakasz általában 12 óránál rövidebb ideig tart;

2) fiatal ciklon szakasz(színpad barázdák) - az első zárt izobár felszíni szinoptikus térképen való megjelenésétől az intenzív elmélyülés befejezésének pillanatáig. Ez körülbelül két napig tart;

3) a maximális fejlődés szakasza- a nyomás a ciklon közepén enyhén megváltozik, elkezdődik okklúzió;

4) töltési szakasz– a ciklon középpontjában bekövetkező intenzív nyomásemelkedés pillanatától a földfelszín közelében a zárt ciklonális körforgás megszűnéséig. Az utolsó két szakasz általában 3-4 napig tart.

A frontális ciklonok esetében a következő szakaszokat különböztetjük meg:

1) hullám szakasz- megegyezik az előfordulás stádiumával;

2) fiatal ciklon szakasz– az elzáródási folyamat megkezdése előtt;

3) elzáródási szakasz– az elzáródás kezdetétől a ciklon eltűnéséig. Ez a szakasz a nem frontális ciklonok esetében magában foglalja a maximális fejlődés és a feltöltődés szakaszát.

ciklonok sorozata.

A depressziók száma a családban változó, de leggyakrabban négy. Minden ciklon különböző fejlődési szakaszban van. Az előbbi elzár, míg az utóbbi csak kezdődő lehet. A ciklonokat általában nagy nyomású gerincek választják el, amelyek rövid ideig tartó tiszta időjárást biztosítanak a hosszabb csapadékperiódusok között. Ezt a családot egy anticiklon teszi teljessé a szubtrópusokon.

A következő lánc első ciklonja jóval északabbra, a helyreállított sarki fronton alakul ki.

Ciklon regeneráció.

Néha a ciklon kezdeti feltöltődését felváltja annak újabb mélyülése. alatt szélesebb körben regeneráció a ciklon bármilyen éles erősödése (hasonlóan az anticiklonhoz) érthető.

A ciklon regenerációja megtörténik:

1) amikor egy új főfront belép egy meglévő ciklon rendszerébe;

2) amikor egy új középpont egy meglévő ciklon középpontja közelében alakul ki, azok későbbi egyesülésével, vagy amikor a régi gyorsan megtelik.

Mind az első, mind a második esetben kötelező a hideg levegő új részének behatolása a ciklon hátsó részébe. Egyes esetekben a regenerációs folyamatok ismétlődően mennek végbe, ami alátámasztja a kiterjedt, kis mobilitású ciklonok hosszú távú fennállását, amelyek hosszú időre megzavarják a nyugati közlekedést. Ezeket blokkolónak vagy központinak nevezik.

A regeneráció után a ciklon ugyanazon a fejlődési úton halad, mint az újonnan kialakult barikus képződmény, de alacsonyabb nyomás mellett. A regenerált elzáródott ciklonnak van külső jelek fiatal ciklon, mert meleg szektorral rendelkezik, jellegzetes időjárási viszonyokkal.

Így 1) a poláris fronton (mérsékelt szélességi fokok frontján) egy hullám megjelenése következtében frontális ciklonok jönnek létre, majd egy meleg szektor a front meleg és hideg ágaival. Néhány nappal később a meleg és a hideg front egyesül, és a ciklon középpontja északra szorul. Most egy viszonylag homogén hideg masszában van. Mivel nincs energiája a létezésének fenntartásához, a ciklon eltűnik. Ez körülbelül egy hétig tart.

2) a ciklonok általában sorozatban következnek, általában négy. Minden következő ciklon az előzőtől délre helyezkedik el. A sorozat első része a legrégebbi, amely az elzáródás stádiumában van. A sorozat egy kezdődő szakaszban lévő ciklonnal zárul. Keletre vagy északkeletre (a déli féltekén délkeletre) mozognak, és fokozatosan megtelnek.

4. A ciklon feltöltődésének (elzáródásának) szakasza.

A ciklonfejlődés kezdeti, körülbelül egy napig tartó szakaszát az előfordulás első jeleitől az első zárt izobár felszíni időjárási térképen való megjelenéséig tartó folyamat jellemzi. A nyomáskülönbség a központ és a periféria között nem több, mint 5-10 mb. Magasságban az örvények a kezdeti szakaszban nem követhetők.

A második fejlődési szakaszban, amelynek időtartama szintén általában nem haladja meg az egy napot, a ciklonok már legalább 2 zárt izobárral rendelkeznek. A termobarikus tér deformálódik, a ciklon mélyül, erőteljes légköri örvénylé alakul, jelentős szélsebességgel. A ciklonális cirkuláció a légkör felső rétegeibe terjed.

A harmadik szakaszt a ciklon közepén a legalacsonyabb nyomás jellemzi. A szakasz időtartama nem haladja meg a 12-24 órát.

Az utolsó szakaszban a ciklon megtelik. A Föld felszínén a ciklon közepén a nyomás emelkedik. A nyomás és a szélsebesség vízszintes gradiense fokozatosan csökken. Ez a szakasz a leghosszabb - 4 nap vagy több.

Az előrejelző gyakorlati tapasztalatai azt mutatják, hogy a ciklon kialakulásának legkedvezőbb feltételei akkor alakulnak ki, ha felszíni középpontja a nagy magasságú barikus vályú elülső része alatt, AT500-nál helyezkedik el, a geopotenciál jelentős vízszintes gradiensei mellett. (magassági frontális zóna). Az erősítő hatás az izohipszisek divergenciája az izohipszisek ciklonális görbületével, amely az áramlás mentén csökken. Itt a légtömegek megritkulása következik be, ami dinamikus nyomásesést okoz.

A légkör fedőrétegében a hőmérséklet emelkedésével, azaz. A hőadvekcióval a Föld nyomása csökken. A legnagyobb hőadvekció általában a ciklonok elején megy végbe, ahol az advektív nyomáscsökkenés következik be, és ott alakul ki a felszálló légmozgások területe. A legnagyobb hidegadvekció a hidegfront mögött, a ciklon hátulsó részén figyelhető meg, advektív nyomásnövekedés, és ahol leszálló légmozgások területe alakul ki.

Az advekció (lat. advectio szállításból) a meteorológiában a levegő vízszintes irányú mozgása és tulajdonságainak átadása vele: hőmérséklet, páratartalom és mások.

Kezdeti ciklon szakasz (hullámstádium)

A ciklon kezdeti szakaszának időtartama a barikus képződés első jeleitől az első zárt izobár felszíni időjárási térképen való megjelenéséig körülbelül egy nap. Ha elöl az elülső részében (a mozgás irányában) fellép egy hullám, akkor az elülső hullám meleg, hátul pedig a hideg karakterét kapja. Ha a hullám instabil, tovább fejlődik ciklonná, ennek oka az alacsony nyomású terület kialakulása és a légáramlás ciklonális örvénylésének kezdete. A front viszonylag kis hullámszerű zavarása miatt (lásd 1.1. ábra) a ciklon fejlődésének ezt az első szakaszát hullámszakasznak nevezzük.

Rizs. 1.1. A ciklonfejlődés kezdeti szakasza. Frontális hullám

Hullámzavar kialakulásakor a frontnak megfelelő felhősáv több száz kilométeres frontszakaszon kitágul. A tágulás általában a hideg levegő felé figyelhető meg. A hullám továbbfejlődésével a felhősáv a hideg levegő felé hajlik. A hullám tetején kialakuló görbület a felhőzet megvastagodásával jár. A legerősebb, és a képeken világosabb, enyhe felhőzet közvetlenül a hullámtető felett található, ahol a legintenzívebb a felszálló légmozgás. A felhőtömb elülső részén a rétegfelhők sávszerkezetet vesznek fel. A felhősávok egybeesnek a jobb oldali függőleges szélnyírás irányával a középső légkörben. Hideg levegőn a frontális felhőzet viszonylag széles sávja mögött olykor egy, két vagy több íves felhősáv is megfigyelhető, mintha a fő frontális sáv görbületét ismételné.
A front közelében viszonylag kevés felhő van a meleg levegőben, de hullámzáskor néha felhősávok jelennek meg.

A ciklonhullám területén az időjárást a meleg és hideg frontok jelenléte határozza meg ezen a területen. A melegfronti zónában nagy függőleges vastagságú nimbostratus felhők képződnek. Ezeknek a felhőknek a legnagyobb függőleges ereje általában a hullám teteje közelében figyelhető meg. A felhőzet felső határa elérheti a 6-8 km-es magasságot, néhol még magasabbat is. A nulla izoterma még a meleg évszakban is a felhőrendszer belsejében található, aminek következtében a repülőgép jegesedése lehetséges a felhők negatív hőmérsékleti tartományában. A melegfront előtt széles sávban hullik kiterjedt csapadék (nyáron gomolyfelhők kialakulásával nem ritka a zápor), nagymértékben rontva a látási viszonyokat. Ennek eredményeként a melegfront hatászónájában általában nehéz meteorológiai repülési viszonyok jönnek létre. A hullámvidék hidegfrontja a legtöbb esetben egy 2. típusú hidegfront, erre a frontra jellemző felhő- és csapadékrendszerrel, az előző fejezetben leírtak szerint. A hullámstádium sajátossága, hogy ilyen időjárási mintát a kezdetben álló front viszonylag kis szakaszán figyelhetünk meg.

Fiatal ciklon szakasz

Ez a szakasz nem tart tovább 1 napnál, általában 12 órán át.Ha a fronthullám instabil, az utóbbi fiatal ciklon jelleget ölt. Ilyenkor a melegfront egyre inkább a hideg légtömeg, a hidegfront pedig a meleg felé halad tovább. Így a fejlődésnek ebben a szakaszában egy jól körülhatárolható meleg szektor alakul ki a ciklonban, amelyet meleg levegő tölt meg, és elöl melegfrontok választják el a ciklon többi hideg részétől, hátul pedig hidegfrontok.

A ciklonos keringés a fiatal ciklon térségében már nagyon jól kifejeződik; középső részén több zárt izobár található. Egy fiatal ciklon középpontjában 10-20 mb-al alacsonyabb a nyomás, mint az előfordulása kezdetén.

A fiatal ciklon közepe egybeesik a meleg szektor tetejével. Ebben a szakaszban a legnagyobb szélsebesség a ciklonrendszerben figyelhető meg. A ciklonfejlődésnek ezt a szakaszát az jellemzi, hogy a felhőtömb örvényszerkezetet kap. A frontális felhősáv tovább deformálódik. A hidegfront szakasza szélességi elhelyezkedésével a felhőrendszerrel együtt dél felé hajlik, a hullám tetején pedig észak felé húzódik.

Egy fiatal ciklon felhőzete csíkos szerkezetű, a csíkok egy pont felé spirálozva felhős örvényt alkotnak.

A fiatal ciklon közepe egybeesik a meleg szektor tetejével. Ebben a szakaszban a legnagyobb szélsebesség a ciklonrendszerben figyelhető meg.

Egy fiatal ciklonban három zóna különíthető el, amelyek az időjárási viszonyok között élesen eltérőek.

I. zóna - a ciklon hideg szektorának elülső és középső része a meleg front előtt. Ebben a zónában az időjárás jellegét a melegfront adottságai határozzák meg. Minél közelebb van a ciklon középpontjához és a frontvonalhoz, annál erősebb a felhőrendszer és annál valószínűbb a csapadék.

II. zóna - a ciklon hideg szektorának hátsó része a hidegfront mögött. Itt az időjárást a hideg légtömeg tulajdonságai határozzák meg. Elegendő páratartalom és jelentős instabilitás esetén záporok esnek ebben a zónában.

III. zóna - a meleg szektor a meleg és a hideg front között. Télen egy fiatal ciklon meleg szektorában összefüggő St, Sc felhőzet, helyenként advektív köd, szitálás figyelhető meg. Nyáron a ciklon meleg szektorában a légtömeg páratartalmától függően felhős, illetve borult idő, helyenként zivatar is előfordulhat. Napközben többnyire gomolyfelhők vannak.

Egy fiatal ciklon szakaszában a legerősebb felhősödés egy még széles, meleg szektor tetején figyelhető meg. A ciklon meleg szektorában felhős idő uralkodik. Néha a melegfront előtt viszonylag fényesebb felhők keskeny gerincei jelenhetnek meg, amelyek párhuzamosak a frontális felhőzet szélével. Ezek a gerincek instabilabb levegő jelenlétét jelzik a melegfront előtt, amelyben nyáron gomolyfelhők alakulhatnak ki. Egyes esetekben meglehetősen gyengén követhető a felhősödés örvénylése egy fiatal ciklonban. Mivel egy fiatal ciklon állapota nem tart sokáig, ez a felhőrendszer nem mindig rögzíthető műholdról.

Ismeretes, hogy egy fiatal ciklon stádiumát két-három zárt izobár jelenléte jellemzi a Föld felszínéhez közel, a troposzféra alsó rétegeiben egyértelműen kifejezett ciklonális keringés, valamint egy meleg gerinc jelenléte a troposzféra elején. a ciklon és egy hideg vályú hátul.

A csapadék egyik jellemzője a megtört rossz időjárási felhők (nimbusok) jelenléte a sűrű altostratus vagy nimbostratus felhők alatt. Az ilyen csapadékzóna kezdete egybeesik a törött esőfelhők zónájának kezdetével. Ezt úgy lehet megállapítani, hogy a szinoptikus térképen megismerkedünk a meteorológiai helyzettel, ahol minden szükséges adat rendelkezésre áll.

Különösen súlyos repülés közbeni szövődményeket okozhat a fagyos eső, amikor a repülőgép erős jegesedésnek van kitéve. A Nimbostratus felhőkben való hosszú távú repülés is komoly nehézségeket okoz a repülőgép erős jegesedésének lehetősége miatt. A melegfront közeledtével a felhők vastagsága növekszik, ahogy alsó határuk fokozatosan leereszkedik. E tekintetben a melegfront közeledtével megnövekszik a felhők áttörésének és a repülőgépcsoport felhők mögé történő összegyűjtéséhez szükséges idő.

NÁL NÉL nyári időszámítás A melegfront felhőssége gyakran záporos jelleget ölt, ami záporos csapadékkal és zivatartevékenységgel jár együtt.

Maximális ciklonfejlődés szakasza

A fejlődés harmadik szakaszában, vagyis a maximális fejlődés állomásán a Föld felszínén lévő ciklon eléri legnagyobb mélységét, majd ezt követően kezd megtelni. A szakasz időtartama 12 órától egy napig tart. A ciklon hátsó és középső része felett csökken a hőmérséklet.

A maximális fejlődés szakaszában a ciklonfelhőrendszerrel nagyon jelentős és gyors szerkezeti változások következnek be. Kifejezett spirális alakot kap. A középső részen a meleg és hideg frontokhoz kapcsolódó felhőspirálok egyetlen spirálba egyesülnek egy erőteljes felhőrendszerrel, és egy magaslati ciklon közepe felé kanyarodnak.

A ciklon felületi nyomásmezőjét nagyszámú zárt izobár és jelentős barikus gradiens jellemzi. A meleg és a hideg front lezárása következik – a ciklon elzáródása. A ciklon meleg szektora jelentősen csökken.

ciklon a maximális fejlődés szakaszában ciklon: az elzáródás kezdete