Pusaran jangka pendek yang berlaku sebelum bahagian hadapan atmosfera sejuk. Apakah siklon dan antisiklon? Pusaran atmosfera geografi pusat udara

Klasifikasi fenomena semula jadi yang berbahaya Fenomena meteorologi (agrometeorologi) berbahaya ialah proses dan fenomena semula jadi yang timbul di atmosfera, yang, mengikut keamatan (kekuatan), skala taburan dan tempohnya, mempunyai atau mungkin mempunyai kesan merosakkan terhadap manusia, haiwan ternakan dan tumbuhan, objek ekonomi dan alam sekitar. Ini termasuk: - ribut, taufan, puting beliung, ribut; - hujan lebat (salji, hujan lebat, hujan batu, ribut salji, ais); - fros yang teruk; - haba melampau, kemarau, angin kering; - kabus tebal; - fros lewat Bahaya meteorologi dan agrometeorologi

H, km t° С 3000 eksosfera termosfera mesosfera-90 55 stratosfera troposfera-60 Struktur atmosfera

Jisim molekul Gas, g/mol Kandungan, % isipadu Ketumpatan mutlak, g/m3 berbanding dengan udara kering Nitrogen 28.10678.967 Oksigen 3220.105 Argon 39.9440.379 Karbon dioksida 44.010.529 Neon 20.18318.18* Krypton 83.71.14* .868 Hidrogen 2.0160.5* .07 Ozon 48(0…0.07)* .624 Udara kering 28,

Gerai psikrometrik, menara tinggi dan tiang, belon, belon bunyi, makmal terbang Kemudahan pemantauan angkasa: roket meteorologi dan geofizik, satelit Bumi buatan kapal angkasa Dan stesen orbit kaedah tidak langsung Untuk mengkaji suasana berikut boleh digunakan:

Jisim atmosfera ialah trilion tan Jisim pencemaran ialah 1/10 ribu% Bahan pencemar di atmosfera: Terkumpul dari semasa ke semasa Taburan tidak sekata di Bumi Beracun dalam kepekatan kecil.

Sumber pencemaran udara: I – Semulajadi: habuk, garam, gunung berapi. II – Buatan (antropogenik): Perusahaan perindustrian: - perusahaan industri kimia - perusahaan metalurgi - loji kuasa haba - kilang simen Pengangkutan bermotor Perusahaan pertanian - kompleks ternakan - ladang ayam - produk perlindungan tumbuhan kimia - penanaman tanah

Pengurangan pencemaran udara dipermudahkan oleh: – pengawalan aliran trafik di bandar-bandar besar; – peralihan pengangkutan ke sumber bahan api alternatif (alkohol, gas, dll.) – pembinaan kemudahan rawatan; – pemindahan loji kuasa haba kepada bahan api mesra alam; – peningkatan teknologi pengeluaran; – pemusatan rumah dandang kecil; – penyingkiran perusahaan perindustrian di luar had bandar, dsb.

Peredaran umum atmosfera ialah sistem aliran udara yang besar, skala planet, mengangkut jisim besar udara dari satu latitud ke latitud yang lain. nasi. Pengagihan tekanan atmosfera dan angin berhampiran permukaan bumi; di sebelah kanan - bahagian meridional arah angin (mengikut A.P. Shubaev): 1 - arah angin; 2 – arah kecerunan tekanan mendatar

Jenis jisim udara Penetapan Di mana terbentuknya Artik (Antartika)A VARtik, Antartika Lintang sederhana (kutub)P VLatitud sederhana TropikaT VSLintang subtropika dan tropika KhatulistiwaE VESabuk kuatorial bumi Jenis geografi utama jisim udara

Pusaran atmosfera Nama tempatan Ciri-ciri Siklon (tropika dan ekstratropika) - sistem tekanan tertutup - pusaran di tengahnya terdapat Taufan tekanan rendah (China, Jepun) Willy-Willy (Australia) Taufan (Amerika Utara dan Selatan) Lebar km Ketinggian 1 -12 km Diameter kawasan tenang (“mata ribut”) km Kelajuan angin sehingga 120 m/s Masa hari Ciri-ciri vorteks atmosfera Pusaran atmosfera

PrimarySecondary - angin kencang membawa air, lumpur, pasir yang besar (sehingga 250 km/j); - ombak laut (lebih 10 m tinggi); - pancuran mandian (mm). - objek berat yang dibawa oleh angin; - banjir, banjir wilayah; - pemusnahan bangunan dan struktur; - talian kuasa putus; - lolongan pokok, tiang, paip, penyokong, dll.; - kebakaran, letupan. Faktor yang merosakkan taufan PrimerSecondary - arus udara yang membawa air, kotoran, objek, dll. (kelajuan angin dalam corong sehingga km/j, kadang-kadang sehingga 400 km/j); - mengurangkan tekanan udara dalam corong; - pergerakan spiral atau menegak aliran udara dalam corong; - pancuran mandian; - ribut petir. - pemusnahan objek semasa kesan sampingan; - pemisahan objek dan orang, mengangkat dan menggerakkan ratusan meter; - penyerapan jisim gas dan cecair dengan pelepasan berikutnya; - talian kuasa putus; - kebakaran, letupan; - banjir wilayah. Faktor kerosakan puting beliung Puting beliung ialah pusaran atmosfera yang timbul dalam awan kumulonimbus (ribut petir) dan merebak ke bawah, selalunya ke permukaan bumi (air), dalam bentuk lengan awan atau batang Tornado (AS, Mexico) Trombus (Eropah Barat) Ketinggian - dari beberapa ratus meter kepada beberapa. km. Diameter - dari beberapa ratus meter hingga 1.5 km atau lebih. Kelajuan perjalanan dari sehingga 100 km/j Kelajuan putaran vorteks dalam corong sehingga 300 km/j Taufan ialah angin dengan kuasa pemusnah yang besar dan tempoh yang agak besar, berlaku terutamanya dari Julai hingga Oktober di zon penumpuan taufan dan antisiklon. Taufan (Lautan Pasifik) Kelajuan angin lebih daripada 33 m/s Tempoh 9-12 hari Lebar - sehingga 1000 km

Pusaran atmosfera nama tempatanCiri-ciri Squall - pusaran jangka pendek yang timbul sebelum cuaca sejuk hadapan atmosfera, selalunya disertai dengan hujan atau hujan batu dan berlaku pada semua musim dalam tahun dan pada bila-bila masa sepanjang hari. Ribut Kelajuan angin 25 m/s atau lebih Tempoh sehingga 1 jam Ribut ialah angin yang sangat kuat, yang kelajuannya kurang daripada daya taufan. Tempoh Ribut - dari beberapa jam hingga beberapa hari Kelajuan angin m/s Lebar - sehingga beberapa ratus kilometer Bora - angin sejuk bertiup sangat kuat di kawasan pantai, membawa kepada ais kemudahan pelabuhan dan kapal pada musim sejuk Sarma (di Baikal) Baku utara Tempoh - beberapa hari Kelajuan angin sehingga m/s Föhn - angin panas dan kering bertiup dari cerun gunung ke lembah. (Cucasus, Altai, Asia Tengah) Halaju m/s, suhu tinggi dan kelembapan relatif rendah Ciri-ciri vorteks atmosfera (bersambung)

Ribut ialah angin yang tahan lama, sangat kuat dengan kelajuan lebih daripada 20 m/s, diperhatikan semasa laluan taufan dan disertai oleh ombak kuat di laut dan kemusnahan di darat. Tempoh tindakan - dari beberapa jam hingga beberapa hari. Jenis ribut Faktor utama Faktor kedua Ribut - kelajuan angin yang tinggi; - ombak laut yang kuat - pemusnahan bangunan, perahu; - kemusnahan, hakisan pantai Ribut debu - kelajuan angin yang tinggi; - suhu udara tinggi pada sangat rendah kelembapan relatif; - kehilangan penglihatan, habuk. - pemusnahan bangunan; - pengeringan tanah, kematian tumbuhan pertanian; - penyingkiran lapisan tanah yang subur (deflasi, hakisan); - kehilangan orientasi. Badai salji (salji salji, salji salji, salji salji) - kelajuan angin yang tinggi; - suhu rendah; - kehilangan penglihatan, salji. - pemusnahan objek; - hipotermia; - radang dingin; - kehilangan orientasi. Squall - kelajuan angin tinggi (dalam masa 10 minit kelajuan angin meningkat dari 3 hingga 31 m/s) - kemusnahan bangunan; - penahan angin. Faktor kerosakan ribut

Nama mod angin Kelajuan angin (km/j) Mata Tanda Tenang 0 – 1.60 Asap berjalan lurus Angin sepoi-sepoi 3.2 – 4.81 Selekoh asap Angin sepoi-sepoi 6.4 – 11.32 Daun bergerak Angin Lemah 12.9 – 19, 33 Daun bergerak Angin Sederhana 20.94 – 28.94 – Daun Sederhana 20.94 debu berterbangan Angin segar 30.6 – 38.65 Pokok nipis bergoyang Angin kencang 40.2 – 49.96 Pokok tebal bergoyang Angin kencang 51.5 – 61.17 Batang pokok bengkok Ribut 62.8 – 74.08 Dahan patah ribut teruk 75.5 – 86.99 Kayap dan paip diterbangkan Ribut penuh 88.5 – 101.410 Pokok tercabut Ribut 103.0 – 120.711 Kerosakan di mana-mana Taufan Lebih 120.712 Kerosakan besar ANGIN Skala Beaufort

Beritahu saya dengan segera apa itu bahagian hadapan atmosfera!!! dan mendapat jawapan yang terbaik

Jawapan daripada Nick[guru]
Zon pemisahan jisim udara dengan parameter meteorologi yang berbeza
Sumber: peramal cuaca

Balas daripada Kurochkin Kirill[orang baru]
Siklon ialah pusaran atmosfera dengan tekanan rendah di pusatnya, di sekelilingnya sekurang-kurangnya satu isobar tertutup boleh dilukis, gandaan 5 hPa.
Antisiklon adalah pusaran yang sama, tetapi dengan tekanan tinggi di pusatnya.
Di hemisfera utara, angin dalam siklon diarahkan lawan jam, dan dalam antisiklon ia diarahkan mengikut arah jam. Di hemisfera selatan ia adalah sebaliknya.
Bergantung kepada kawasan geografi, ciri-ciri kejadian dan pembangunan dibezakan:
siklon latitud sederhana - hadapan dan bukan hadapan (tempatan atau terma);
siklon tropika (lihat perenggan seterusnya);
antisiklon latitud sederhana - hadapan dan bukan hadapan (tempatan atau terma);
antisiklon subtropika.
Siklon hadapan sering membentuk satu siri siklon apabila beberapa siklon timbul, berkembang dan bergerak secara berurutan di hadapan utama yang sama. Antisiklon hadapan berlaku di antara siklon ini (antisiklon perantaraan) dan pada penghujung siri siklon (antisiklon akhir).
Siklon dan antisiklon boleh berpusat tunggal atau berpusat berbilang.
Siklon dan antisiklon di latitud sederhana dipanggil siklon dan antisiklon tanpa menyebut sifat hadapannya. Siklon bukan frontal dan antisiklon lebih kerap dipanggil tempatan.
Secara purata, siklon mempunyai diameter kira-kira 1000 km (dari 200 hingga 3000 km), tekanan di pusat sehingga 970 hPa dan kelajuan purata pergerakan kira-kira 20 knot (sehingga 50 knot). Angin menyimpang dari isobar sebanyak 10°-15° ke arah tengah. Zon angin kuat(zon ribut) biasanya terletak di barat daya dan bahagian selatan taufan. Kelajuan angin mencapai 20-25 m/s, kurang kerap -30 m/s.
Antisiklon mempunyai diameter purata kira-kira 2000 km (dari 500 hingga 5000 km atau lebih), tekanan di tengah sehingga 1030 hPa dan kelajuan purata pergerakan kira-kira 17 knot (sehingga 45 knot). Angin menyimpang dari isobar sebanyak 15°-20° dari pusat. Zon ribut lebih kerap diperhatikan di bahagian timur laut antisiklon. Kelajuan angin mencapai 20 m/s, kurang kerap - 25 m/s.
Mengikut tahap menegaknya, siklon dan antisiklon dibahagikan kepada rendah (vorteks boleh dikesan pada ketinggian 1.5 km), sederhana (sehingga 5 km), tinggi (sehingga 9 km), stratosfera (apabila pusaran memasuki stratosfera ) dan atas (apabila pusaran boleh dikesan pada ketinggian, tetapi permukaan dasar tidak memilikinya).

Balas daripada P@nter@[pakar]
sempadan atmosfera

Balas daripada Jatoshka Kavvainoye[guru]
Depan atmosfera (daripada ατμός Yunani purba - wap, σφαῖρα - bola dan lat. frontis - dahi, bahagian depan), bahagian depan troposfera - zon peralihan dalam troposfera antara jisim udara bersebelahan dengan berbeza sifat fizikal.
Depan atmosfera berlaku apabila jisim udara sejuk dan hangat menghampiri dan bertemu di lapisan bawah atmosfera atau di seluruh troposfera, meliputi lapisan sehingga beberapa kilometer tebal, dengan pembentukan antara muka condong di antara mereka.
Membezakan
bahagian hadapan yang hangat,
hadapan sejuk,
bahagian hadapan oklusi.
Bahagian hadapan atmosfera utama ialah:
Artik,
kutub,
tropika.
Di sini

Balas daripada Lenok[aktif]
Depan atmosfera ialah zon peralihan (beberapa puluh km lebar) antara jisim udara dengan sifat fizikal yang berbeza. Terdapat hadapan artik (antara udara arktik dan pertengahan latitud), kutub (antara latitud pertengahan dan udara tropika) dan hadapan tropika (antara udara tropika dan khatulistiwa).

Balas daripada Guru1366[aktif]
Depan atmosfera adalah sempadan antara jisim udara panas dan sejuk; jika udara sejuk menggantikan udara panas, maka bahagian depan dipanggil sejuk dan sebaliknya. Sebagai peraturan, mana-mana bahagian depan disertai dengan pemendakan dan penurunan tekanan, serta kekeruhan. Di suatu tempat seperti ini.

Siklon tropika ialah vorteks dengan tekanan rendah di pusatnya; Mereka terbentuk pada musim panas dan musim luruh di atas permukaan laut yang hangat.
Biasanya, siklon tropika berlaku hanya pada latitud rendah berhampiran khatulistiwa, antara 5 dan 20° Utara dan hemisfera selatan.
Dari sini, pusaran dengan diameter kira-kira 500-1000 km dan ketinggian 10-12 km memulakan lariannya.

Siklon tropika tersebar luas di Bumi, dan di pelbagai bahagian cahaya mereka dipanggil secara berbeza: di China dan Jepun - taufan, di Filipina - bagwiz, di Australia - willy-willy, berhampiran pantai Amerika Utara - taufan.
Kuasa pemusnah siklon tropika boleh menandingi gempa bumi atau letusan gunung berapi.
Dalam satu jam, satu pusaran sedemikian dengan diameter 700 km membebaskan tenaga bersamaan dengan 36 bom hidrogen kuasa purata. Di tengah-tengah siklon sering terdapat apa yang dipanggil mata ribut - kawasan kecil yang tenang dengan diameter 10-30 km.
Di sini cuaca sebahagiannya mendung, kelajuan angin rendah, suhu udara tinggi dan tekanan sangat rendah, dan angin kuat taufan bertiup di sekeliling, berputar mengikut arah jam. Kelajuan mereka boleh melebihi 120 m/s, dan awan tebal berlaku, disertai dengan hujan lebat, ribut petir dan hujan batu.

Sebagai contoh, Taufan Flora, yang melanda kepulauan Tobago, Haiti dan Cuba pada Oktober 1963, menyebabkan kerosakan tersebut. Kelajuan angin mencapai 70-90 m/s. Banjir telah bermula di Tobago. Di Haiti, taufan memusnahkan seluruh kampung, membunuh 5 ribu orang dan menyebabkan 100 ribu kehilangan tempat tinggal. Jumlah hujan yang mengiringi siklon tropika kelihatan luar biasa jika dibandingkan dengan intensiti hujan daripada siklon paling teruk di latitud sederhana. Oleh itu, apabila satu taufan melalui Puerto Rico, 26 bilion tan air jatuh dalam masa 6 jam.
Jika anda membahagikan jumlah ini seunit kawasan, akan terdapat lebih banyak hujan daripada apa yang jatuh dalam setahun, contohnya, di Batumi (secara purata 2700 mm).

Puting beliung adalah salah satu yang paling merosakkan fenomena atmosfera- pusaran menegak yang besar setinggi beberapa puluh meter.

Sudah tentu, orang ramai masih belum boleh melawan siklon tropika secara aktif, tetapi adalah penting untuk bersedia tepat pada masanya untuk taufan, sama ada di darat atau di laut. Untuk melakukan ini, satelit meteorologi mengekalkan pengawasan 24 jam ke atas hamparan luas Lautan Dunia, memberikan bantuan besar dalam meramalkan laluan siklon tropika.
Mereka memotret vorteks ini walaupun pada saat pembentukannya, dan dari gambar itu mereka dapat menentukan dengan tepat kedudukan pusat siklon dan mengesan pergerakannya. Oleh itu dalam beberapa tahun kebelakangan ini adalah mungkin untuk memberi amaran kepada penduduk kawasan yang luas di Bumi tentang pendekatan taufan yang tidak dapat dikesan oleh pemerhatian meteorologi biasa.
Puting beliung diperhatikan di Tampa Bay, Florida pada tahun 1964.

Puting beliung adalah salah satu fenomena atmosfera yang paling merosakkan dan pada masa yang sama menakjubkan.
Ia adalah angin puyuh yang besar paksi menegak beberapa ratus meter panjang.
Tidak seperti siklon tropika, ia tertumpu di kawasan kecil: semuanya ada di sana, seolah-olah di hadapan mata anda.

Di pantai Laut Hitam anda boleh melihat bagaimana dari bahagian tengah yang berkuasa awan kumulonimbus, pangkal bawahnya berbentuk corong terbalik, batang gergasi gelap terbentang, dan corong lain naik ke arahnya dari permukaan laut.
Jika ia rapat, lajur besar yang bergerak pantas akan terbentuk, berputar mengikut lawan jam.

Puting beliung terbentuk apabila atmosfera berada dalam keadaan tidak stabil, apabila udara di lapisan bawahnya sangat panas dan di lapisan atas ia sejuk.
Dalam kes ini, pertukaran udara yang sangat sengit berlaku, disertai dengan pusaran kelajuan yang sangat besar - beberapa puluh meter sesaat.
Diameter puting beliung boleh mencapai beberapa ratus meter, dan kadangkala ia bergerak pada kelajuan 150-200 km/j.
Tekanan yang sangat rendah terbentuk di dalam pusaran, jadi puting beliung menarik semua yang ditemuinya dalam perjalanan: ia boleh membawa air, tanah, batu, bahagian bangunan, dll. dalam jarak yang jauh.
Sebagai contoh, hujan "ikan" diketahui, apabila puting beliung dari kolam atau tasik, bersama-sama dengan air, menarik ikan yang terletak di sana.

Sebuah kapal tercampak ke darat oleh ombak.

Tornado di darat di Amerika Syarikat dan Mexico dipanggil puting beliung, di Eropah Barat - trombus. Tornado masuk Amerika Utara kejadian yang agak biasa - di sini terdapat secara purata lebih daripada 250 daripadanya setiap tahun. Puting beliung ialah puting beliung terkuat yang diperhatikan di dunia, dengan kelajuan angin sehingga 220 m/s.

Puting beliung di laut. Diameter puting beliung boleh mencapai beberapa ratus meter dan bergerak pada kelajuan 150-200 km/j.

Puting beliung terburuk akibatnya melanda negeri Missouri, Illinois, Kentucky dan Tennessee pada Mac 1925, di mana 689 orang mati. Di latitud sederhana negara kita, puting beliung berlaku sekali setiap beberapa tahun. Puting beliung yang sangat kuat dengan kelajuan angin 80 m/s melanda bandar Rostov rantau Yaroslavl pada Ogos 1953, puting beliung melalui bandar dalam masa 8 minit; meninggalkan jalur kemusnahan 500 m lebar.
Dia membuang dua gerabak seberat 16 tan dari landasan kereta api.

Tanda-tanda cuaca semakin teruk.

Awan cirrus berbentuk cangkuk bergerak dari barat atau barat daya.

Angin tidak reda pada waktu petang, tetapi semakin kuat.

Bulan dikelilingi oleh corolla kecil (halo).

Selepas kemunculan awan cirrus yang bergerak pantas, langit menjadi ditutup dengan lapisan awan cirrostratus yang telus (seperti selubung). Mereka kelihatan dalam bentuk bulatan berhampiran Matahari atau Bulan.

Awan semua peringkat kelihatan serentak di langit: kumulus, "kambing", bergelombang dan cirrus.

Jika awan kumulus yang dibangunkan bertukar menjadi ribut petir dan "anvil" terbentuk di bahagian atasnya, maka hujan batu sepatutnya dijangkakan.

Pada waktu pagi mereka muncul awan kumulus, yang tumbuh dan menjelang tengah hari berbentuk menara atau gunung yang tinggi.

Asap turun atau merebak di sepanjang tanah.

Sukar untuk meramalkan pembentukan dan laluan puting beliung di atas daratan: ia bergerak pada kelajuan yang sangat tinggi dan sangat singkat. Walau bagaimanapun, rangkaian siaran pemerhatian memberitahu Biro Cuaca tentang kejadian puting beliung dan lokasinya. Di sana, data ini dianalisis dan amaran yang sesuai dihantar.

Squalls. Berdentum guruh, awan kelabu hitam pejal semakin dekat - dan seolah-olah semuanya bercampur aduk. Angin taufan mematahkan dan menumbangkan pokok serta merobek bumbung rumah. Ia adalah ribut.

Ribut berlaku terutamanya sebelum bahagian hadapan atmosfera sejuk atau berhampiran pusat siklon bergerak kecil apabila jisim udara sejuk menyerang yang hangat. Apabila udara sejuk menyerang, ia menyesarkan udara panas, menyebabkan ia meningkat dengan cepat, dan semakin besar perbezaan suhu antara udara sejuk dan hangat yang ditemui (dan ia boleh melebihi 10-15 °), semakin besar kekuatan badai. Kelajuan angin semasa ribut mencecah 50-60 m/s, dan ia boleh bertahan sehingga satu jam; ia selalunya disertai dengan hujan atau hujan batu. Selepas ribut, penyejukan yang ketara berlaku. Badai boleh berlaku pada semua musim dalam setahun dan pada bila-bila masa sepanjang hari, tetapi lebih kerap pada musim panas, apabila permukaan bumi semakin panas.

Squalls adalah fenomena semula jadi yang menggerunkan, terutamanya disebabkan oleh penampilan mereka secara tiba-tiba. Berikut ialah penerangan tentang satu badai. Pada 24 Mac 1878, di England, frigat Eurydice, yang tiba dari pelayaran yang panjang, ditemui di pantai. "Eurydice" telah pun muncul di kaki langit. Hanya tinggal 2-3 km ke pantai. Tiba-tiba hujan salji yang menakutkan datang. Laut dilitupi ombak besar. Fenomena itu berlangsung hanya dua minit. Apabila ribut itu berakhir, tiada kesan yang tersisa dari frigat itu. Ia terbalik dan tenggelam. Angin dengan kelajuan lebih daripada 29 m/s dipanggil taufan.

Angin taufan paling kerap diperhatikan di zon penumpuan siklon dan antisiklon, iaitu, di kawasan dengan penurunan tekanan yang tajam. Angin sedemikian adalah yang paling tipikal untuk kawasan pantai di mana jisim udara marin dan benua bertemu, atau di pergunungan. Tetapi ia juga berlaku di dataran. Pada awal Januari 1969, antisiklon sejuk dari utara Siberia Barat dengan cepat bergerak ke selatan wilayah Eropah USSR, di mana ia bertemu dengan taufan, yang pusatnya terletak di atas Laut Hitam, sementara sangat besar. perbezaan tekanan timbul di zon penumpuan antisiklon dan siklon: ​​sehingga 15 mb setiap 100 km. Angin sejuk naik pada kelajuan 40-45 m/s. Pada malam 2-3 Januari, taufan melanda Georgia Barat. Dia memusnahkan bangunan kediaman di Kutaisi, Tkibuli, Samtredia, mencabut pokok, dan mencabut wayar. Kereta api berhenti, pengangkutan berhenti berfungsi, dan kebakaran berlaku di beberapa tempat. Gelombang besar ribut force twelve melanda pantai berhampiran Sukhumi, dan bangunan sanatorium resort Pitsunda telah rosak. Di rantau Rostov, Krasnodar dan Wilayah Stavropol angin taufan mengangkat banyak bumi ke udara bersama-sama dengan salji. Angin merobek bumbung rumah, memusnahkan lapisan atas tanah, dan meniup tanaman musim sejuk. Ribut salji menutupi jalan raya. Setelah merebak ke Laut Azov, taufan itu membawa air dari pantai timur laut ke barat. Dari bandar Primorsko-Akhtarsk dan Azov, laut berundur 500 m, dan di Genichensk, yang terletak di tebing bertentangan, jalan-jalan ditenggelami air. Taufan itu turut melanda selatan Ukraine. Di pantai Crimea, jeti, kren dan kemudahan pantai telah rosak. Ini adalah akibat daripada hanya satu taufan.

Ribut petir sering mengiringi letusan gunung berapi.

Angin taufan kerap berlaku di pantai Artik dan Laut Timur Jauh, terutamanya pada musim sejuk dan musim luruh semasa laluan taufan. Di negara kita, di stesen Pestraya Dresva - di pantai barat Teluk Shelikhov - angin 21 m/s atau lebih diperhatikan enam puluh kali setahun. Stesen ini terletak di pintu masuk ke lembah yang sempit. Apabila di dalamnya, angin timur yang lemah dari teluk, disebabkan oleh penyempitan aliran, semakin kuat menjadi taufan.

Apabila di angin kuat salji turun, ribut salji atau ribut salji berlaku. Ribut salji ialah pergerakan salji oleh angin. Yang terakhir ini sering disertai dengan pergerakan angin puyuh kepingan salji. Pembentukan ribut salji tidak bergantung pada kekuatan angin, tetapi pada fakta bahawa salji adalah bahan yang longgar dan ringan yang mudah diangkat dari tanah oleh angin. Oleh itu, ribut salji berlaku pada kelajuan angin yang berbeza, kadangkala bermula dari 4-6 m/s. Ribut salji menutupi jalan raya dan landasan lapangan terbang dengan salji dan mencipta salji yang besar.

Angin puyuh di udara. Beberapa kaedah untuk mencipta pergerakan pusaran diketahui secara eksperimen. Kaedah yang diterangkan di atas untuk mendapatkan cincin asap dari kotak memungkinkan untuk mendapatkan vorteks yang jejari dan kelajuannya adalah pada urutan 10-20 cm dan 10 m/s, masing-masing, bergantung pada diameter lubang dan daya hentaman. Pusaran sedemikian menempuh jarak 15-20 m.

Pusaran saiz yang lebih besar (dengan jejari sehingga 2 m) dan kelajuan lebih tinggi (sehingga 100 m/s) diperoleh menggunakan bahan letupan. Dalam paip, ditutup pada satu hujung dan dipenuhi dengan asap, cas letupan yang terletak di bahagian bawah diletupkan. Pusaran yang diperolehi daripada silinder dengan jejari 2 m dengan cas seberat kira-kira 1 kg bergerak dalam jarak kira-kira 500 m Sepanjang kebanyakan jarak, vorteks yang diperolehi dengan cara ini bersifat gelora dan diterangkan dengan baik oleh undang-undang gerakan, yang dinyatakan dalam § 35.

Mekanisme pembentukan vorteks sedemikian jelas secara kualitatif. Apabila udara bergerak dalam silinder yang disebabkan oleh letupan, lapisan sempadan terbentuk pada dinding. Di tepi silinder, lapisan sempadan terputus,

Akibatnya, lapisan udara nipis dengan vortik yang ketara tercipta. Kemudian lapisan ini dilipat. Gambar kualitatif peringkat berturut-turut ditunjukkan dalam Rajah. 127, yang menunjukkan satu tepi silinder dan lapisan pusaran terputus daripadanya. Skim lain untuk pembentukan vorteks juga mungkin.

Pada nombor Reynolds yang rendah, struktur lingkaran vorteks dikekalkan untuk masa yang agak lama. Pada bilangan yang besar Reynolds, akibat ketidakstabilan, struktur lingkaran dimusnahkan serta-merta dan percampuran gelora lapisan berlaku. Akibatnya, teras pusaran terbentuk, taburan pusaran yang boleh didapati jika kita menyelesaikan masalah yang dikemukakan dalam § 35, yang diterangkan oleh sistem persamaan (16).

Walau bagaimanapun, pada masa ini tiada skim pengiraan yang akan membenarkan parameter paip dan berat bahan letupan yang diberikan untuk menentukan parameter awal pusaran gelora yang terbentuk (iaitu, jejari dan kelajuan awalnya). Eksperimen menunjukkan bahawa untuk paip dengan parameter yang diberikan terdapat yang terbesar dan berat paling ringan cas di mana pusaran terbentuk; pembentukannya sangat dipengaruhi oleh lokasi cas.

Pusaran di dalam air. Kami telah mengatakan bahawa vorteks dalam air boleh diperolehi dengan cara yang sama, dengan menolak keluar isipadu cecair tertentu, berwarna dengan dakwat, dari silinder dengan omboh.

Tidak seperti vorteks udara, kelajuan awal yang boleh mencapai 100 m/sec atau lebih, dalam air pada kelajuan awal 10-15 m/sec, cincin peronggaan muncul disebabkan oleh putaran kuat cecair yang bergerak dengan vorteks. Ia berlaku pada saat pembentukan pusaran apabila lapisan sempadan dikeluarkan dari pinggir Silinder. Jika anda cuba mendapatkan pusaran dengan laju

lebih daripada 20 m/s, maka rongga peronggaan menjadi sangat besar sehingga ketidakstabilan berlaku dan pusaran musnah. Di atas digunakan untuk diameter silinder dari susunan 10 cm adalah mungkin bahawa dengan peningkatan diameter adalah mungkin untuk mendapatkan vorteks yang stabil bergerak pada kelajuan tinggi.

Fenomena menarik berlaku apabila pusaran air bergerak menegak ke atas dalam air ke arah permukaan bebas. Sebahagian daripada cecair, membentuk badan vorteks yang dipanggil, terbang di atas permukaan, pada mulanya hampir tanpa mengubah bentuk - cincin air melompat keluar dari air. Kadangkala kelajuan jisim yang dikeluarkan di udara meningkat. Ini boleh dijelaskan oleh lemparan udara yang berlaku pada sempadan bendalir berputar. Selepas itu, pusaran yang dipancarkan dimusnahkan di bawah pengaruh daya sentrifugal.

Titisan jatuh. Sangat mudah untuk memerhati vorteks yang terbentuk apabila titisan dakwat jatuh ke dalam air. Apabila titisan dakwat jatuh ke dalam air, cincin dakwat terbentuk dan bergerak ke bawah. Jumlah cecair tertentu bergerak bersama cincin, membentuk badan pusaran, yang juga berwarna dengan dakwat, tetapi jauh lebih lemah. Sifat pergerakan sangat bergantung pada nisbah ketumpatan air dan dakwat. Dalam kes ini, perbezaan dalam ketumpatan persepuluh peratus ternyata menjadi ketara.

Ketumpatan air bersih kurang daripada dakwat. Oleh itu, apabila pusaran bergerak, ia digerakkan oleh daya yang diarahkan ke bawah sepanjang arah pusaran itu. Tindakan daya ini membawa kepada peningkatan momentum pusaran. Momentum pusaran

di mana Г ialah peredaran atau keamatan pusaran, dan R ialah jejari gelang pusaran, dan kelajuan pusaran

Sekiranya kita mengabaikan perubahan dalam peredaran, maka kesimpulan paradoks boleh dibuat dari formula ini: tindakan daya ke arah pergerakan pusaran membawa kepada penurunan kelajuannya. Sesungguhnya, daripada (1) ia mengikutinya dengan peningkatan momentum pada pemalar

peredaran, jejari R pusaran harus meningkat, tetapi dari (2) jelas bahawa dengan peredaran berterusan, kelajuan berkurangan dengan peningkatan R.

Pada akhir pergerakan pusaran, cincin dakwat terpecah menjadi 4-6 rumpun berasingan, yang seterusnya bertukar menjadi pusaran dengan cincin lingkaran kecil di dalamnya. Dalam sesetengah kes, cincin sekunder ini pecah semula.

Mekanisme fenomena ini tidak begitu jelas, dan terdapat beberapa penjelasan untuknya. Dalam satu skema, peranan utama dimainkan oleh graviti dan ketidakstabilan yang dipanggil jenis Taylor, yang berlaku apabila, dalam medan graviti, bendalir yang lebih tumpat terletak di atas yang kurang tumpat, dan kedua-dua cecair pada mulanya berada dalam keadaan rehat. Sempadan rata yang memisahkan dua cecair sedemikian adalah tidak stabil - ia berubah bentuk, dan bekuan individu cecair yang lebih tumpat menembusi ke dalam cecair yang kurang tumpat.

Apabila cincin dakwat bergerak, peredaran sebenarnya berkurangan dan ini menyebabkan pusaran berhenti sepenuhnya. Tetapi daya graviti terus bertindak pada gelanggang, dan pada dasarnya ia harus jatuh lebih jauh secara keseluruhan. Walau bagaimanapun, ketidakstabilan Taylor berlaku, dan akibatnya, cincin itu terpecah menjadi rumpun yang berasingan, yang turun di bawah pengaruh graviti dan seterusnya membentuk cincin pusaran kecil.

Penjelasan lain untuk fenomena ini adalah mungkin. Peningkatan dalam jejari cincin dakwat membawa kepada fakta bahawa sebahagian daripada cecair yang bergerak dengan pusaran mengambil bentuk yang ditunjukkan dalam Rajah. 127 (hlm. 352). Hasil daripada tindakan pada torus berputar, yang terdiri daripada garis aliran, daya yang serupa dengan daya Magnus, unsur-unsur cincin memperoleh kelajuan yang diarahkan berserenjang dengan kelajuan pergerakan cincin secara keseluruhan. Pergerakan ini tidak stabil dan hancur menjadi rumpun yang berasingan, yang sekali lagi bertukar menjadi cincin pusaran kecil.

Mekanisme pembentukan pusaran apabila titisan jatuh ke dalam air boleh mempunyai watak yang berbeza. Sekiranya setitik jatuh dari ketinggian 1-3 cm, maka kemasukannya ke dalam air tidak disertai dengan percikan dan permukaan bebasnya sedikit cacat. Di sempadan antara setitik dan air

lapisan vorteks terbentuk, lipatan yang membawa kepada pembentukan cincin dakwat yang dikelilingi oleh air yang ditangkap oleh pusaran. Peringkat berturut-turut pembentukan vorteks dalam kes ini secara kualitatif digambarkan dalam Rajah. 128.

Apabila titisan jatuh dari altitud tinggi mekanisme pembentukan pusaran adalah berbeza. Di sini, titisan jatuh, cacat, merebak di permukaan air, memberikan impuls dengan intensiti maksimum di tengah di atas kawasan yang lebih besar daripada diameternya. Akibatnya, lekukan terbentuk di permukaan air, ia mengembang dengan inersia, dan kemudian runtuh dan percikan terkumpul muncul - kepulan (lihat Bab VII).

Jisim bulu ini adalah beberapa kali lebih besar daripada jisim setitik. Jatuh di bawah pengaruh graviti ke dalam air, kepulan membentuk pusaran mengikut corak yang telah dibuka (Rajah 128); dalam Rajah. 129 menunjukkan peringkat pertama setitik jatuh, membawa kepada pembentukan kepulan.

Mengikut skema ini, vorteks terbentuk apabila hujan jarang dengan titisan besar jatuh ke atas air - permukaan air kemudian ditutup dengan rangkaian kepulan kecil. Disebabkan oleh pembentukan bulu-bulu tersebut, masing-masing

penurunan dengan ketara meningkatkan jisimnya, dan oleh itu vorteks yang disebabkan oleh kejatuhannya menembusi ke kedalaman yang agak besar.

Rupa-rupanya, keadaan ini boleh digunakan sebagai asas untuk menerangkan kesan yang terkenal untuk melembapkan gelombang permukaan dalam badan air oleh hujan. Adalah diketahui bahawa dengan kehadiran gelombang, komponen mendatar halaju zarah di permukaan dan pada kedalaman tertentu mempunyai arah yang bertentangan. Semasa hujan jumlah yang ketara cecair yang menembusi ke dalam melembapkan kelajuan gelombang, dan arus yang naik dari kedalaman melembapkan kelajuan di permukaan. Adalah menarik untuk membangunkan kesan ini dengan lebih terperinci dan membina model matematiknya.

Awan vorteks letupan atom. Fenomena yang hampir sama dengan pembentukan awan vorteks semasa letupan atom boleh diperhatikan semasa letupan bahan letupan konvensional, contohnya, semasa letupan plat letupan bulat rata yang terletak di tanah padat atau pada plat keluli. Anda juga boleh menyusun bahan letupan dalam bentuk lapisan sfera atau kaca, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah. 130.

tanah letupan atom berbeza daripada letupan konvensional terutamanya dalam kepekatan tenaga yang jauh lebih tinggi (kinetik dan haba) dengan jisim gas yang sangat kecil dilontarkan ke atas. Dalam letupan sedemikian, pembentukan awan vorteks berlaku disebabkan oleh daya keapungan, yang muncul disebabkan oleh fakta bahawa jisim udara panas yang terbentuk semasa letupan adalah lebih ringan. persekitaran. Daya apungan juga memainkan peranan penting semasa pergerakan selanjutnya awan vorteks. Sama seperti apabila pusaran dakwat bergerak di dalam air, tindakan daya ini membawa kepada peningkatan dalam jejari awan pusaran dan penurunan kelajuan. Fenomena ini rumit oleh fakta bahawa ketumpatan udara berubah mengikut ketinggian. Skim pengiraan anggaran untuk fenomena ini tersedia dalam kerja.

Model vorteks pergolakan. Biarkan aliran cecair atau gas mengalir di sekeliling permukaan yang merupakan satah dengan lekukan yang dihadkan oleh segmen sfera (Rajah 131, a). Dalam ch. V kami menunjukkan bahawa di kawasan zon penyok dengan pusaran berterusan secara semula jadi timbul.

Sekarang mari kita anggap bahawa zon pusaran berpisah dari permukaan dan mula bergerak dalam aliran utama (Rajah 1).

131.6). Disebabkan oleh pusaran, zon ini, sebagai tambahan kepada kelajuan V aliran utama, juga akan mempunyai komponen halaju yang berserenjang dengan V. Akibatnya, zon pusaran yang bergerak sedemikian akan menyebabkan percampuran bergelora dalam lapisan cecair, saiznya. daripadanya berpuluh kali lebih besar daripada saiz lekuk.

Fenomena ini, nampaknya, boleh digunakan untuk menerangkan dan mengira pergerakan jisim besar air di lautan, serta pergerakan jisim udara di kawasan pergunungan semasa angin kencang.

Rintangan berkurangan. Pada permulaan bab, kita bercakap tentang fakta bahawa jisim udara atau air tanpa cengkerang yang bergerak dengan pusaran, walaupun bentuknya kurang diselaraskan, mengalami rintangan yang jauh lebih rendah daripada jisim yang sama dalam cengkerang. Kami juga menunjukkan sebab penurunan rintangan ini - ia dijelaskan oleh kesinambungan medan halaju.

Persoalan semula jadi timbul: adakah mungkin untuk memberikan badan yang diperkemas bentuk sedemikian (dengan sempadan bergerak) dan memberikan pergerakan sedemikian sehingga aliran yang terhasil akan serupa dengan aliran semasa pergerakan pusaran, dan dengan itu cuba untuk mengurangkan rintangan?

Kami akan memberikan contoh kepunyaan B. A. Lugovtsov di sini, yang menunjukkan bahawa rumusan soalan sedemikian masuk akal. Mari kita pertimbangkan aliran potensi satah bagi bendalir inviscid tak boleh mampat simetri berkenaan dengan paksi x, separuh bahagian atasnya ditunjukkan dalam Rajah. 132. Pada infiniti, aliran mempunyai kelajuan yang diarahkan sepanjang paksi x, dalam Rajah. 132 penetasan menunjukkan rongga di mana tekanan sedemikian dikekalkan bahawa pada sempadannya nilai halaju adalah malar dan sama dengan

Adalah mudah untuk melihat bahawa jika bukannya rongga kita meletakkan dalam aliran padu dengan sempadan bergerak yang kelajuannya juga sama, maka aliran kita boleh dianggap sebagai penyelesaian yang tepat kepada masalah cecair likat yang mengalir di sekeliling badan ini. Malah, aliran berpotensi memenuhi persamaan Navier-Stokes, dan keadaan tidak tergelincir pada sempadan badan dipenuhi kerana fakta bahawa halaju bendalir dan sempadan bertepatan. Oleh itu, terima kasih kepada sempadan yang bergerak, aliran akan kekal berpotensi, walaupun kelikatan, jejak tidak akan muncul dan kekuatan penuh, bertindak ke atas badan, akan sama dengan sifar.

Pada dasarnya, reka bentuk badan sedemikian dengan sempadan bergerak boleh dilaksanakan dalam amalan. Untuk mengekalkan gerakan yang diterangkan, bekalan tenaga yang berterusan diperlukan, yang mesti mengimbangi pelesapan tenaga akibat kelikatan. Di bawah ini kita akan mengira kuasa yang diperlukan untuk ini.

Sifat aliran yang dipertimbangkan adalah sedemikian rupa sehingga potensi kompleksnya mestilah fungsi berbilang nilai. Untuk mengasingkan cabangnya yang tidak jelas, kami

Mari kita buat potongan di sepanjang segmen dalam kawasan aliran (Gamb. 132). Adalah jelas bahawa potensi kompleks memetakan rantau ini dengan potongan ke rantau yang ditunjukkan dalam Rajah. 133, a (titik yang sepadan ditanda dengan huruf yang sama), imej garis arus juga ditunjukkan padanya (titik yang sepadan ditandakan dengan nombor yang sama). Pemecahan potensi pada garisan tidak melanggar kesinambungan medan halaju, kerana terbitan potensi kompleks kekal berterusan pada garisan ini.

Dalam Rajah. 133b menunjukkan imej kawasan aliran apabila dipaparkan, ini ialah bulatan jejari dengan potongan sepanjang paksi sebenar dari titik ke titik cawangan aliran B, di mana kelajuan adalah sifar, pergi ke pusat bulatan

Jadi, dalam satah, imej kawasan aliran dan kedudukan titik ditakrifkan sepenuhnya. Dalam satah bertentangan, anda boleh sewenang-wenangnya menetapkan dimensi segi empat tepat Setelah menentukannya, anda boleh mencari dengan

Teorem Riemann (Bab I) ialah satu-satunya pemetaan konformal separuh kiri rantau dalam Rajah. 133, dan pada separuh bulatan bawah Rajah. 133, b, di mana titik dalam kedua-dua rajah sepadan antara satu sama lain. Oleh kerana simetri, maka seluruh rantau Rajah. 133, dan akan dipaparkan pada bulatan dengan potongan dalam Rajah. 133, b. Jika anda memilih kedudukan titik B dalam Rajah. 133, a (iaitu, panjang potongan), kemudian ia akan pergi ke tengah bulatan dan paparan akan ditentukan sepenuhnya.

Adalah mudah untuk menyatakan pemetaan ini dari segi parameter , yang berbeza dalam separuh satah atas (Rajah 133, c). Pemetaan konformal separuh satah ini pada bulatan dengan potongan dalam Rajah. 133, b dengan korespondensi mata yang diperlukan boleh ditulis dengan mudah.

Corak asas pembentukan vorteks atmosfera

Kami membentangkan penjelasan kami sendiri tentang pembentukan vorteks atmosfera, berbeza daripada yang diterima umum, mengikut mana ia dibentuk oleh gelombang Rossby lautan. Kenaikan air dalam gelombang membentuk suhu permukaan lautan dalam bentuk anomali negatif, di tengah-tengahnya air lebih sejuk daripada di pinggir. Anomali air ini mewujudkan anomali suhu udara negatif, yang bertukar menjadi vorteks atmosfera. Corak pembentukan mereka dipertimbangkan.

Pembentukan sering terbentuk dalam atmosfera di mana udara, dan kelembapan dan pepejal yang terkandung di dalamnya, berputar secara siklon di Hemisfera Utara dan secara antisiklon di Hemisfera Selatan, i.e. lawan jam dalam kes pertama dan sepanjang pergerakannya dalam kes kedua. Ini ialah pusaran atmosfera, yang termasuk siklon tropika dan latitud pertengahan, taufan, puting beliung, taufan, trombo, orcan, willy-willy, begwiss, puting beliung, dsb.

Sifat pembentukan ini adalah biasa. Siklon tropika biasanya berdiameter lebih kecil daripada di latitud pertengahan dan berjumlah 100-300 km, tetapi kelajuan udara di dalamnya adalah tinggi, mencapai 50-100 m/s. Eddies dengan kelajuan udara yang tinggi di zon tropika bahagian barat Lautan Atlantik berhampiran Utara dan Amerika Selatan dipanggil taufan, puting beliung, yang serupa berhampiran Eropah - thrombo, berhampiran bahagian barat daya Lautan Pasifik - taufan, berhampiran Filipina - begwiz, berhampiran pantai Australia - willy-willy, di Lautan Hindi- Orkans.

Siklon tropika terbentuk di bahagian khatulistiwa lautan pada latitud 5-20° dan merebak ke arah barat sehingga ke sempadan barat lautan, dan kemudian di hemisfera utara mereka bergerak ke utara, di hemisfera selatan mereka bergerak ke selatan. Apabila bergerak ke utara atau selatan, mereka sering bertambah kuat dan dipanggil taufan, puting beliung, dll. Apabila mereka sampai ke tanah besar, mereka dimusnahkan dengan cepat, tetapi berjaya menyebabkan kerosakan yang ketara kepada alam semula jadi dan manusia.

nasi. 1. Puting beliung. Bentuk yang ditunjukkan dalam rajah itu sering dipanggil "corong puting beliung." Pembentukan dari bahagian atas puting beliung dalam bentuk awan ke permukaan lautan dipanggil paip atau batang puting beliung.

Pergerakan putaran udara yang lebih kecil yang serupa di atas laut atau lautan dipanggil tornado.

Hipotesis yang diterima tentang pembentukan formasi siklonik. Adalah dipercayai bahawa kemunculan siklon dan penambahan tenaganya berlaku akibat peningkatan jisim besar udara panas dan haba terpendam pemeluwapan. Adalah dipercayai bahawa di kawasan di mana siklon tropika terbentuk, airnya lebih panas daripada atmosfera. Dalam kes ini, udara dipanaskan oleh lautan dan naik. Akibatnya, lembapan terkondensasi dan jatuh dalam bentuk hujan, tekanan di tengah siklon menurun, yang membawa kepada kemunculan pergerakan putaran udara, lembapan, dan pepejal yang terkandung dalam siklon [Gray, 1985, Ivanov, 1985, Nalivkin, 1969, Grey, 1975] . Adalah dipercayai bahawa haba pendam penyejatan memainkan peranan penting dalam keseimbangan tenaga siklon tropika. Dalam kes ini, suhu lautan di kawasan tempat asal siklon mestilah sekurang-kurangnya 26° C.

Hipotesis pembentukan siklon yang diterima umum ini timbul tanpa menganalisis maklumat semula jadi, melalui kesimpulan logik dan idea pengarangnya tentang fizik perkembangan proses tersebut. Adalah wajar untuk menganggap: jika udara dalam pembentukan meningkat, yang berlaku dalam siklon, maka ia sepatutnya lebih ringan daripada udara di pinggirnya.

nasi. 2. Pandangan atas awan puting beliung. Ia sebahagiannya terletak di atas Semenanjung Florida. http://www.oceanology.ru/wp-content/uploads/2009/08/bondarenko-pic3.jpg

Inilah yang dipercayai: udara hangat ringan naik, lembapan terkondensasi, penurunan tekanan, dan pergerakan putaran siklon berlaku.

Sesetengah penyelidik melihat kelemahan ini, walaupun diterima umum, hipotesis. Oleh itu, mereka percaya bahawa perbezaan tempatan dalam suhu dan tekanan di kawasan tropika tidak begitu besar sehinggakan hanya faktor-faktor ini boleh memainkan peranan yang menentukan dalam kejadian siklon, i.e. mempercepatkan aliran udara dengan begitu ketara [Yusupaliev, et al., 2001]. Masih tidak jelas apakah proses fizikal yang berlaku pada peringkat awal pembangunan siklon tropika, bagaimana gangguan awal bertambah hebat, dan bagaimana sistem peredaran menegak berskala besar timbul yang membekalkan tenaga kepada sistem dinamik siklon [Moiseev et al., 1983]. Penyokong hipotesis ini tidak menerangkan dalam apa cara sekalipun corak haba mengalir dari lautan ke atmosfera, tetapi hanya menganggap kehadirannya.

Kami melihat kelemahan yang jelas berikut dari hipotesis ini. Jadi, untuk udara dipanaskan oleh lautan, tidak cukup untuk lautan menjadi lebih panas daripada udara. Pengaliran haba dari kedalaman ke permukaan lautan adalah perlu, dan oleh itu kenaikan air. Pada masa yang sama, di zon tropika lautan, air pada kedalaman sentiasa lebih sejuk daripada di permukaan, dan aliran hangat seperti itu tidak wujud. Dalam hipotesis yang diterima, seperti yang dinyatakan, siklon terbentuk pada suhu air lebih daripada 26°C. Namun, pada hakikatnya kita melihat sesuatu yang berbeza. Jadi dalam zon khatulistiwa Lautan Pasifik, tempat siklon tropika secara aktif terbentuk, mempunyai purata suhu air ~25°C. Lebih-lebih lagi, siklon terbentuk lebih kerap semasa La Niña, apabila suhu permukaan lautan turun kepada 20°C, dan jarang sekali semasa El Niño, apabila suhu permukaan laut meningkat kepada 30°C. Oleh itu, kita boleh mengandaikan bahawa hipotesis pembentukan siklon yang diterima tidak dapat direalisasikan, sekurang-kurangnya dalam keadaan tropika.

Kami menganalisis fenomena ini dan mencadangkan hipotesis yang berbeza untuk pembentukan dan perkembangan pembentukan siklon, yang, pada pendapat kami, menerangkan dengan lebih tepat sifatnya. Gelombang Oceanic Rossby memainkan peranan aktif dalam pembentukan dan penambahan semula formasi vorteks dengan tenaga.

Gelombang Rossby di Lautan Dunia. Mereka membentuk sebahagian daripada medan saling berkaitan, gelombang progresif Lautan Dunia yang merambat di angkasa; mereka mempunyai sifat merambat di bahagian terbuka lautan ke arah barat. Gelombang Rossby terdapat di seluruh lautan dunia, tetapi di zon khatulistiwa ia besar. Pergerakan zarah air dalam gelombang dan pengangkutan gelombang (Stokes, Lagrange) sebenarnya adalah arus gelombang. Kelajuan mereka (bersamaan dengan tenaga) berbeza mengikut masa dan ruang. Menurut hasil penyelidikan [Bondarenko, 2008], kelajuan semasa adalah sama dengan amplitud turun naik kelajuan gelombang, sebenarnya - kelajuan maksimum dalam gelombang. Oleh itu, kelajuan tertinggi arus gelombang diperhatikan di kawasan arus berskala besar yang kuat: sempadan barat, arus khatulistiwa dan circumpolar (Rajah 3a, b).

nasi. 3a, b. Vektor pemerhatian hanyut purata ensembel bagi arus di hemisfera Utara (a) dan Selatan (b) Lautan Atlantik. Arus: 1 – Gulf Stream, 2 – Guiana, 3 – Brazil, 4 – Labrador, 5 – Falkland, 6 – Canary, 7 – Benguela.

Selaras dengan penyelidikan [Bondarenko, 2008], garis arus gelombang Rossby di zon dekat khatulistiwa yang sempit (2° - 3° dari Khatulistiwa ke utara dan selatan) dan persekitarannya boleh digambarkan secara skematik dalam bentuk dipol. garisan semasa (Rajah 5a, b) . Mari kita ingat bahawa garis semasa menunjukkan arah serta-merta vektor semasa, atau, yang merupakan perkara yang sama, arah daya yang mencipta arus, yang kelajuannya adalah berkadar dengan ketumpatan garis semasa.

nasi. 4. Laluan semua siklon tropika untuk 1985-2005. Warna menunjukkan kekuatan mereka pada skala Saffir-Simpson.

Ia dapat dilihat bahawa berhampiran permukaan lautan di zon khatulistiwa ketumpatan garis arus jauh lebih besar daripada di luarnya, oleh itu, kelajuan arus juga lebih besar. Kelajuan menegak arus dalam gelombang adalah kecil, ia adalah lebih kurang seperseribu daripada kelajuan arus mendatar. Jika kita mengambil kira bahawa kelajuan mendatar di Khatulistiwa mencapai 1 m/s, maka kelajuan menegak adalah lebih kurang 1 mm/s. Lebih-lebih lagi, jika panjang gelombang ialah 1 ribu km, maka luas naik dan turun gelombang akan menjadi 500 km.

nasi. 5 a, b. Garis arus gelombang Rossby dalam zon khatulistiwa sempit (2° - 3° dari Khatulistiwa ke utara dan selatan) dalam bentuk elips dengan anak panah (vektor arus gelombang) dan sekitarnya. Di atas ialah pandangan keratan menegak di sepanjang Khatulistiwa (A), di bawah ialah pandangan atas arus. Kawasan kenaikan perairan dalam yang sejuk ke permukaan diserlahkan dalam warna biru muda dan biru, dan kawasan penurunan air permukaan hangat ke kedalaman dengan warna kuning diserlahkan [Bondarenko, Zhmur, 2007].

Urutan gelombang, baik dalam masa dan dalam ruang, adalah siri berterusan kecil - besar - kecil, dan lain-lain yang dibentuk dalam modulasi (kumpulan, kereta api, rentak). ombak Parameter gelombang Rossby di zon khatulistiwa Lautan Pasifik ditentukan daripada pengukuran semasa, sampel yang dibentangkan dalam Rajah. 6a dan medan suhu, sampel yang ditunjukkan dalam Rajah. 7a, b, c. Tempoh gelombang mudah ditentukan secara grafik daripada Rajah. 6 a, ia adalah lebih kurang sama dengan 17-19 hari.

Dengan fasa malar, modulasi muat kira-kira 18 gelombang, yang sepadan dalam masa hingga satu tahun. Dalam Rajah. 6a modulasi sedemikian jelas dinyatakan, terdapat tiga daripadanya: pada tahun 1995, 1996 dan 1998. Di zon khatulistiwa Lautan Pasifik terdapat sepuluh gelombang, i.e. hampir separuh modulasi. Kadangkala modulasi mempunyai watak kuasi-harmonik yang harmoni. Keadaan ini boleh dianggap sebagai tipikal untuk zon khatulistiwa Lautan Pasifik. Sebaik sahaja ia tidak dinyatakan dengan jelas, dan kadangkala ombak itu runtuh dan bertukar menjadi formasi dengan gelombang besar dan kecil yang berselang-seli, atau ombak secara keseluruhannya menjadi kecil. Ini diperhatikan, sebagai contoh, dari awal tahun 1997 hingga pertengahan tahun 1998 semasa El Niño yang kuat, suhu air mencapai 30°C. Selepas ini, La Niña yang kuat berlaku: suhu air turun kepada 20°C, kadangkala sehingga 18°C.

nasi. 6 a, b. Komponen meridian halaju arus, V (a) dan suhu air (b) pada satu titik di Khatulistiwa (140° W) pada ufuk 10 m untuk tempoh 1995-1998. Turun naik dalam kelajuan semasa dengan tempoh kira-kira 17-19 hari, yang dibentuk oleh gelombang Rossby, adalah ketara dalam arus. Turun naik suhu dengan tempoh yang sama juga boleh dikesan dalam pengukuran.

Gelombang Rossby mencipta turun naik suhu permukaan air (mekanisme diterangkan di atas). ombak besar diperhatikan semasa La Niña sepadan dengan turun naik yang besar dalam suhu air, dan turun naik kecil yang diperhatikan semasa El Niño sepadan dengan yang kecil. Semasa La Niña, ombak membentuk anomali suhu yang ketara. Dalam Rajah. 7c terdapat zon air sejuk meningkat (biru dan cyan) dan dalam selang antara zon air suam jatuh (biru muda dan putih). Semasa El Niño, anomali ini adalah kecil dan tidak ketara (Rajah 7b).

nasi. 7 a,b,c. Suhu purata air (°C) kawasan khatulistiwa Lautan Pasifik pada kedalaman 15 m untuk tempoh 01/01/1993 - 31/12/2009 (a) dan anomali suhu semasa El Niño Disember 1997 (b) dan La Niña Disember 1998 ( V) .

Pembentukan vorteks atmosfera (hipotesis pengarang). Siklon tropika dan puting beliung, tsunami, dsb. bergerak di sepanjang khatulistiwa dan zon arus sempadan barat, di mana gelombang Rossby mempunyai halaju menegak tertinggi pergerakan air (Rajah 3, 4). Seperti yang dinyatakan, dalam gelombang ini kenaikan air dalam ke permukaan lautan di kawasan tropika dan zon subtropika membawa kepada penciptaan anomali air negatif yang ketara di permukaan laut bentuk bujur, dengan suhu di tengah lebih rendah daripada suhu perairan yang mengelilinginya, "titik suhu" (Rajah 7c). Di zon khatulistiwa Lautan Pasifik, anomali suhu mempunyai parameter berikut: ~ 2 – 3 °C, diameter ~ 500 km.

Hakikat pergerakan siklon tropika dan puting beliung melalui zon arus sempadan khatulistiwa dan barat, serta analisis perkembangan proses seperti upwelling - downwelling, El Nino - La Ninf, angin perdagangan, membawa kita ke idea bahawa vorteks atmosfera entah bagaimana mesti berkaitan secara fizikal dengan aktiviti gelombang Rossby, atau sebaliknya mesti dihasilkan oleh mereka, yang mana kami kemudiannya menemui penjelasannya.

Anomali air sejuk menyejukkan udara atmosfera, mewujudkan anomali negatif berbentuk bujur, hampir dengan bulatan, dengan udara sejuk di tengah dan udara lebih panas di pinggir. Akibatnya, tekanan di dalam anomali adalah lebih rendah daripada di pinggirnya. Akibat daripada ini, daya timbul disebabkan oleh kecerunan tekanan, yang menggerakkan jisim udara dan lembapan dan pepejal yang terkandung di dalamnya ke pusat anomali - F d Jisim udara dipengaruhi oleh daya Coriolis - F k, yang membelokkan mereka ke kanan di Hemisfera Utara dan ke kiri di Selatan. Oleh itu, jisim akan bergerak ke arah pusat anomali dalam lingkaran. Untuk gerakan siklonik berlaku, daya Coriolis mestilah bukan sifar. Oleh kerana F k =2mw u Sinf, dengan m ialah jisim jasad, w ialah frekuensi sudut putaran Bumi, f ialah latitud tempat itu, u ialah modulus kelajuan jasad (udara, lembapan, pepejal). Di khatulistiwa F k = 0, jadi pembentukan siklonik tidak timbul di sana. Sehubungan dengan pergerakan jisim dalam bulatan, daya emparan terbentuk - F c, cenderung untuk menolak jisim dari pusat anomali. Secara amnya, daya akan bertindak ke atas jisim, cenderung menganjaknya sepanjang jejari - F r = F d - F c. dan daya Coriolis. Kelajuan putaran jisim udara, lembapan dan pepejal dalam pembentukan dan bekalannya ke pusat siklon akan bergantung kepada kecerunan daya F r. Selalunya dalam anomali F d > F c. Daya F c mencapai nilai ketara pada halaju sudut tinggi putaran jisim. Pengagihan daya ini membawa kepada fakta bahawa udara dengan kelembapan dan zarah pepejal yang terkandung di dalamnya bergegas ke pusat anomali dan ditolak ke atas di sana. Ia ditolak keluar, tetapi tidak naik, seperti yang dipertimbangkan dalam hipotesis yang diterima tentang pembentukan siklon. Dalam kes ini, aliran haba diarahkan dari atmosfera, dan bukan dari lautan, seperti dalam hipotesis yang diterima. Kenaikan udara menyebabkan pemeluwapan lembapan dan, oleh itu, penurunan tekanan di pusat anomali, pembentukan awan di atasnya, dan kerpasan. Ini membawa kepada penurunan suhu udara anomali dan penurunan tekanan yang lebih besar di tengahnya. Satu jenis sambungan proses timbul yang saling menguatkan antara satu sama lain: penurunan tekanan di tengah-tengah anomali meningkatkan bekalan udara ke dalamnya dan, dengan itu, kenaikannya, yang seterusnya membawa kepada penurunan tekanan yang lebih besar dan, sewajarnya, peningkatan dalam bekalan jisim udara, lembapan dan zarah pepejal ke dalam anomali. Sebaliknya, ini membawa kepada peningkatan yang kuat dalam kelajuan pergerakan udara (angin) dalam anomali, membentuk siklon.

Jadi, kita sedang berurusan dengan sambungan proses yang saling menguatkan antara satu sama lain. Sekiranya proses itu diteruskan tanpa intensifikasi, dalam mod paksa, maka, sebagai peraturan, kelajuan angin kecil - 5-10 m / s, tetapi dalam beberapa kes ia boleh mencapai 25 m / s. Oleh itu, kelajuan angin - angin perdagangan adalah 5 - 10 m/s dengan perbezaan suhu permukaan perairan lautan 3-4 ° C melebihi 300 - 500 km. Di kawasan tebing pantai Laut Caspian dan di bahagian terbuka Laut Hitam, angin boleh mencapai 25 m/s dengan perbezaan suhu air ~ 15°C melebihi 50 – 100 km. Semasa "kerja" sambungan proses yang saling menguatkan antara satu sama lain dalam siklon tropika, puting beliung, puting beliung, kelajuan angin di dalamnya boleh mencapai nilai yang ketara - lebih dari 100-200 m/s.

Memberi makan kepada siklon dengan tenaga. Kita telah pun mencatat bahawa gelombang Rossby di sepanjang Khatulistiwa merambat ke barat. Mereka membentuk anomali air suhu negatif dengan diameter ~500 km di permukaan lautan, yang disokong oleh aliran negatif haba dan jisim air yang datang dari kedalaman lautan. Jarak antara pusat anomali adalah sama dengan panjang gelombang, ~ 1000 km. Apabila siklon berada di atas anomali, ia didorong oleh tenaga. Tetapi apabila siklon mendapati dirinya di antara anomali, ia boleh dikatakan tidak dicas semula dengan tenaga, kerana dalam kes ini tiada aliran haba negatif menegak. Dia melalui zon ini dengan inersia, mungkin dengan sedikit kehilangan tenaga. Kemudian, dalam anomali seterusnya, ia menerima bahagian tambahan tenaga, dan ini berterusan sepanjang laluan taufan, yang sering bertukar menjadi puting beliung. Sudah tentu, keadaan mungkin timbul apabila siklon tidak menemui anomali atau ia kecil, dan ia mungkin runtuh dari semasa ke semasa.

Pembentukan tornado. Selepas siklon tropika mencapai sempadan barat lautan, ia bergerak ke utara. Disebabkan oleh peningkatan daya Coriolis, kelajuan sudut dan linear pergerakan udara dalam siklon meningkat, dan tekanan di dalamnya berkurangan. Perbezaan tekanan di dalam dan di luar pembentukan siklon mencapai nilai lebih daripada 300 mb, manakala dalam siklon latitud pertengahan nilai ini adalah ~ 30 mb. Kelajuan angin melebihi 100 m/s. Kawasan peningkatan udara dan zarah pepejal dan kelembapan yang terkandung di dalamnya menyempit. Ia dipanggil batang atau tiub pembentukan pusaran. Jisim udara, lembapan dan pepejal mengalir dari pinggir pembentukan siklon ke pusatnya, ke dalam paip. Pembentukan sedemikian dengan paip dipanggil tornado, bekuan darah, taufan, puting beliung (lihat Rajah 1, 2).

Pada halaju sudut tinggi putaran udara di tengah puting beliung, keadaan berikut timbul: F d ~ F c Daya F d menarik jisim udara, lembapan dan zarah pepejal dari pinggir puting beliung ke dinding paip. , daya F c - dari kawasan dalam paip ke dindingnya. Di bawah keadaan ini, tiada lembapan atau pepejal dalam paip dan udaranya jernih. Keadaan puting beliung, tsunami, dll. ini dipanggil "mata ribut." Di dinding paip, daya yang terhasil yang bertindak pada zarah adalah praktikal sifar, dan di dalam paip ia adalah kecil. Halaju sudut dan linear putaran udara di tengah puting beliung juga rendah. Ini menjelaskan kekurangan angin di dalam paip. Tetapi keadaan puting beliung ini, dengan "mata ribut," tidak diperhatikan dalam semua kes, tetapi hanya apabila halaju sudut putaran bahan mencapai nilai yang ketara, i.e. dalam puting beliung yang kuat.

Puting beliung, seperti siklon tropika, didorong oleh tenaga anomali suhu air di sepanjang laluannya di atas lautan, dicipta oleh ombak Rossby. Di darat tidak ada mekanisme sedemikian untuk mengepam tenaga dan oleh itu puting beliung dimusnahkan dengan cepat.

Adalah jelas bahawa untuk meramalkan keadaan puting beliung di sepanjang laluannya di atas lautan, adalah perlu untuk mengetahui keadaan termodinamik permukaan dan perairan dalam. Maklumat ini disediakan dengan merakam dari angkasa.

Siklon tropika dan puting beliung biasanya terbentuk pada musim panas dan musim gugur, iaitu apabila La Niña terbentuk di Lautan Pasifik. kenapa? Di zon khatulistiwa lautan, pada masa inilah gelombang Rossby mencapai amplitud terbesarnya dan mencipta anomali suhu dengan magnitud yang ketara, tenaga yang memberi makan kepada siklon [Bondarenko, 2006]. Kami tidak tahu bagaimana amplitud gelombang Rossby berkelakuan di bahagian subtropika lautan, jadi kami tidak boleh mengatakan bahawa perkara yang sama berlaku di sana. Tetapi diketahui umum bahawa anomali negatif yang mendalam di zon ini muncul pada musim panas, apabila air permukaan dipanaskan lebih daripada pada musim sejuk. Di bawah keadaan ini, anomali suhu air dan udara berlaku dengan perbezaan suhu yang besar, yang menerangkan pembentukan puting beliung yang kuat terutamanya pada musim panas dan musim luruh.

Siklon pertengahan latitud. Ini adalah formasi tanpa paip. Di latitud pertengahan, siklon, sebagai peraturan, tidak berubah menjadi puting beliung, kerana syarat Fr ~ Fk dipenuhi, i.e. pergerakan jisim adalah geostropik.

nasi. 8. Medan suhu perairan permukaan Laut Hitam pada 19:00 pada 29 September 2005.

Di bawah keadaan ini, vektor halaju jisim udara, lembapan dan zarah pepejal diarahkan sepanjang lilitan siklon dan semua jisim ini hanya memasuki pusatnya dengan lemah. Oleh itu, siklon tidak memampatkan dan bertukar menjadi puting beliung. Kami dapat mengesan pembentukan taufan di atas Laut Hitam. Gelombang Rossby sering mencipta anomali suhu negatif air permukaan dalam kawasan tengah bahagian barat dan timurnya. Mereka membentuk siklon di atas laut, kadangkala dengan kelajuan angin yang tinggi. Selalunya suhu dalam anomali mencapai ~ 10 – 15 °C, manakala di atas seluruh laut suhu air ialah ~ 230C. Rajah 8 menunjukkan taburan suhu air di Laut Hitam. Dengan latar belakang laut yang agak panas dengan suhu air permukaan sehingga ~ 23°C, di bahagian baratnya terdapat anomali air sehingga ~ 10°C. Perbezaannya agak ketara, itulah yang membentuk siklon (Rajah 9). Contoh ini menunjukkan kemungkinan melaksanakan hipotesis kami yang dicadangkan tentang pembentukan pembentukan siklon.

nasi. 9. Skim medan tekanan atmosfera di atas dan berhampiran Laut Hitam, sepadan dengan masa: 19:00. 29 September 2005 Tekanan dalam mb. Terdapat siklon di bahagian barat laut. Kelajuan purata angin di kawasan siklon ialah 7 m/s dan diarahkan secara siklon di sepanjang isobar.

Selalunya taufan datang ke Laut Hitam dari Mediterranean, yang meningkat dengan ketara di atas Laut Hitam. Jadi, kemungkinan besar, pada November 1854. Ribut Balaklava yang terkenal terbentuk, yang menenggelamkan armada Inggeris. Anomali suhu air yang serupa dengan yang ditunjukkan dalam Rajah 8 juga terbentuk di laut tertutup atau separa tertutup yang lain. Oleh itu, puting beliung bergerak ke arah Amerika Syarikat sering meningkat dengan ketara apabila melintas Laut Caribbean atau Teluk Mexico. Untuk mengesahkan kesimpulan kami, kami membentangkan petikan kata demi kata dari tapak Internet "Proses Atmosfera di Laut Caribbean": "Sumber ini membentangkan imej dinamik taufan tropika Dean (puting beliung), salah satu yang paling berkuasa pada tahun 2007. Taufan memperoleh kekuatan terbesarnya di permukaan air, dan apabila melintasi daratan, ia "terhakis" dan lemah."

Tornado. Ini adalah pembentukan pusaran kecil. Seperti puting beliung, mereka mempunyai paip, terbentuk di atas lautan atau laut, di permukaannya anomali suhu kawasan kecil muncul. Penulis artikel itu terpaksa berulang kali memerhatikan puting beliung di bahagian timur Laut Hitam, di mana aktiviti tinggi gelombang Rossby berlatarbelakangkan laut yang sangat panas membawa kepada pembentukan anomali suhu yang banyak dan dalam di perairan permukaan. Udara yang sangat lembap juga menyumbang kepada perkembangan puting beliung di bahagian laut ini.

Kesimpulan. Pusaran atmosfera (siklon, puting beliung, taufan, dll.) Dibentuk oleh anomali suhu air permukaan dengan suhu negatif di tengah-tengah anomali suhu air lebih rendah, di pinggir - lebih tinggi; Anomali ini dibentuk oleh gelombang Rossby dari Lautan Dunia, di mana air sejuk naik dari kedalaman lautan ke permukaannya. Selain itu, suhu udara dalam episod yang sedang dipertimbangkan biasanya lebih tinggi daripada suhu air. Walau bagaimanapun, keadaan ini tidak perlu; pusaran atmosfera boleh terbentuk apabila suhu udara di atas lautan atau laut lebih rendah daripada suhu air. Syarat utama untuk pembentukan pusaran: kehadiran anomali air negatif dan perbezaan suhu antara air dan udara. Di bawah keadaan ini, anomali udara negatif dibuat. Semakin besar perbezaan suhu antara atmosfera dan air laut, semakin aktif vorteks berkembang. Sekiranya suhu air anomali adalah sama dengan suhu udara, maka pusaran tidak terbentuk, dan yang sedia ada di bawah keadaan ini tidak berkembang. Kemudian semuanya berlaku seperti yang dijelaskan.

kesusasteraan:
Bondarenko A.L. El Niño - La Niña: mekanisme pembentukan // Alam. No 5. 2006. ms 39 – 47.
Bondarenko A.L., Zhmur V.V. Masa kini dan masa depan Arus Teluk // Alam. 2007. No. 7. P. 29 – 37.
Bondarenko A.L., Borisov E.V., Zhmur V.V. Mengenai sifat gelombang panjang laut dan arus lautan // Meteorologi dan Hidrologi. 2008. No 1. ms 72 – 79.
Bondarenko A.L. Idea baharu tentang corak pembentukan taufan, puting beliung, taufan dan puting beliung. 17/02/2009 http://www.oceanographers.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=1534&Itemid=52
Kelabu V.M. Kejadian dan intensifikasi siklon tropika // Sat. Pusaran atmosfera yang sengit. 1985. M.: Mir.
Ivanov V.N. Asal dan perkembangan siklon tropika // C.: Meteorologi tropika. Prosiding Simposium Antarabangsa III. 1985. L. Gidrometeoizdat.
Kamenkovich V.M., Koshlyakov M.M., Monin A.S. Pusaran sinoptik di lautan. L.: Gidrometeoizdat. 1982. 264 hlm.
Moiseev S.S., Sagdeev R.Z., Tur A.V., Khomenko G.A., Shukurov A.V. Mekanisme fizikal penguatan gangguan vorteks di atmosfera // Laporan Akademi Sains USSR. 1983. T.273. No 3.
Nalivkin D.V. Taufan, ribut, puting beliung. 1969. L.: Sains.
Yusupaliev U., Anisimov E.P., Maslov A.K., Shuteev S.A. Mengenai isu pembentukan ciri geometri tornado. Bahagian II // Fizik gunaan. 2001. No 1.
Kelabu W. M. Genesis siklon tropika // Atmos. Sci. Kertas, Colo. St. Universiti. 1975. No. 234.

Albert Leonidovich Bondarenko, ahli lautan, Doktor Sains Geografi, penyelidik terkemuka di Institut Masalah Air Akademi Sains Rusia. Bidang kepentingan saintifik: dinamik perairan Lautan Dunia, interaksi antara lautan dan atmosfera. Pencapaian: bukti pengaruh ketara gelombang Rossby lautan terhadap pembentukan termodinamik lautan dan atmosfera, cuaca dan iklim Bumi.
[e-mel dilindungi]