Як утворюється і функціонує циклон дискусійні теми (ф)

Сонце нерівномірно нагріває Землю: на екваторі стоїть вічне літо, на полюсах - постійна зима. Крім того, "три чверті планети - моря і океани, а решта - острова". Відповідно і повітря над земною поверхнею може бути теплим, холодним, вологим, сухим. Але повітря субстанція рухлива і, нагрівшись і зволожити над поверхнею теплого океану, він зміщується в більш високі широти зайняті холодним арктичним повітрям. Ось тут-то, на кордоні холодної і теплої повітряних мас і розігрується головна колізія погоди, метеорологи не дарма називають цю межу фронтом. У першому акті драми на фронті відбувається змішання величезних обсягів теплого і вологого повітря з холодним. Загальна температура суміші різко знижується. Часто настільки сильно, що починається другий акт.
Як відомо, повітря більш ніж на 95% складається з азоту і кисню. У число залишилися 5% входить водяна пара. Його кількість, виражене в г / м3 носить назву абсолютної вологості, для кожної температури існує своя межа насичення повітря водяною парою. Якщо температура повітря до межі насиченого водяною парою знижується, то останній кондесіруется в дрібні крапельки води утворюють росу, іній, туман або хмари, (кажуть: повітря досяг точки роси).
З зародження хмар починається третій акт. Як відомо з курсу фізики загальний тиск суміші газів дорівнює сумі парціальних тисків її компонентів. І якщо парціальний тиск азоту, кисню, вуглекислого газу залишається незмінним, то парціальний тиск водяної пари, внаслідок його конденсації, падає, а разом з ним падає і загальний тиск повітря в зоні змішання теплої і холодної повітряних мас. Справді, обсяг займаний 1 грам-молекулою рідкої води дорівнює 18 кубічним сантиметрам. А якщо це кількість води перетворити в пар, то воно, при нормальних умовах, займе обсяг 22,4 літра (закон Авогадро), т. Е. При зворотному процесі кондесаціі водяної пари обсяг займаний ним зменшується більш ніж в 1200 разів.
Причому, це зміна тиску не фіксується барометрами, оскільки атмосферний тиск - це вага стовпа повітря над нашою головою, а при конденсації водяної пари він не змінюється. Барометр при наближенні циклону падає через зміни хімічного складу повітря, заміни частини молекул азоту і кисню більш легкими молекулами води.
І якщо змішалися обсяги повітря досить великі, починається четвертий акт.
З усіх боків, як з теплою, так і з холодною повітряних мас починається рух повітря в ту зону, де воно знизилося. Ми сприймаємо такий рух повітря як вітер, т. Е. З усіх боків вітри починають дути в зону первинного змішування і кожен з них несе з собою нові обсяги повітря зі своїх повітряних мас. В "бій" вступають нові сили, процес змішування теплого і холодного повітря лавиноподібно наростає, відповідно розширюється і область, зайнята вітрами доставляють "резерви" в зону конденсації вологи. Оскільки Земля обертається, на них починає діяти сила Коріоліса закручуються, в північній півкулі, всю систему вітрів проти годинникової стрілки, а метеорологи на своїх синоптичних картах починають малювати циклон.
Як правило (хоча і необов'язково) слідом за четвертим розігрується п'ятий акт. Незабаром після утворення циклону в його центрі конденсується так багато вологи, що товщина утворилися хмар сягає кількох кілометрів і більш-менш великі краплі, сконденсувати в їх верхній частині починають падати вниз, по дорозі поглинаючи при зіткненнях більш дрібні крапельки і, досягнувши нижньої кромки хмар вже мають такий великий розмір, що не можуть утримуватися навіть висхідними повітряними потоками і вільно випадають вниз. На землі йде дощ, з яким і починається шостий акт.
Процес набуває стаціонарний характер. Циклонічні вітри доставляють в центр циклону все нові порції вологи та холоду, опади виливають вологу на поверхню землі і весь описаний механізм буде функціонувати до вичерпання доступних циклону запасів вологи або холоду. Циклон починає кудись зміщуватися (зазвичай із заходу на схід), проходячи іноді відстані в кілька тисяч кілометрів і може існувати цілий тиждень, а то і більше. Таким чином, не циклон причина дощу, а скоріше навпаки, вірніше вони взаємно підтримують один одного: система циклонічних вітрів доставляє вологу необхідну для випадання дощу, а дощ забезпечує зниження тиску в центрі циклону необхідне для існування системи циклонічних вітрів.
Цікаво відзначити, що в самому центрі циклону опади, як правило, не випадають, особливо добре це видно на прикладі потужних тропічних циклонів в центрі яких немає навіть хмарності ( "око бурі"). Пояснюється це тим, що циклонічні вітри, доставивши вологу в зону конденсації і, звільнившись від неї, за інерцією продовжують рухатися до центральної точки циклону, стикаються в ній між собою і викликають деяке підвищення тиску в самому центрі циклону. Повітрю діватися нікуди, піти вниз не дозволяє земна поверхня, а ось вгору - будь-ласка. В результаті утворюється невеликий повітряний "фонтан" і в верхніх шарах атмосфери вже осушене повітря розтікається від центру циклону на всі боки. А оскільки вгорі постійно панують зовсім низькі температури (-40 ° С і нижче), то залишки вологи в витісняти наверх повітрі конденсуються в хмари верхнього ярусу, які, разом з розтікається повітрям, рухаються в протилежному від хмар нижнього і середнього ярусів напрямку, що служить безперечною ознакою близькості циклону і швидкого погіршення погоди. Описаний циклонний механізм основа всієї кухні погоди.
Метеорологи на своїх синоптичних картах зображують і антипод циклону - антициклон, область з ясним небом і високим атмосферним тиском. З точки зору фізики атмосфери антициклон це свого роду "тихе болото" в якому нічого цікавого не відбувається. Центр антициклону це точка всередині однорідної повітряної маси рівновіддалених на велику відстань від усіх циклонів. В антициклоні варто малохмарна суха, влітку спекотна, взимку - морозна погода зі слабким вітром змінних напрямів або штилем. Своєю системи вітрів антициклон зовсім не має, майже всі вітри в ньому дмуть належать системам вітрів оточуючих циклонів. Як правило, в антициклоні спостерігається так званий правильний добовий хід вітру. Це коли вночі вітру практично немає, вранці він з'являється, посилюється до середини дня, а до вечора - знову стихає. Основних причин тому дві: перша - сонце нерівномірно нагріває земну поверхню, що призводить до невеликих місцевих підвищенням тиску і друга - під дією сонячних променів починають танути ті деякі хмари, що спостерігаються в антициклоні. При таненні хмар запускається процес зворотний циклонічних - крапельки рідкої води (або крижинки) переходять в газоподібний стан, обсяг займаний цією водою різко збільшується, знову виникає невелике місцеве підвищення тиску і з цього місця на всі боки починає дути слабкий вітер.

Перемістила в більш відповідний розділ.

Хто зараз на конференції

Зараз переглядають цей форум: Немає зареєстрованих користувачів

Ви не можете створювати нові теми у
Ви не можете відповідати на повідомлення
Ви не можете редагувати свої повідомлення
Ви не можете видалити свої повідомлення
Ви не можете додавати файли у цьому