Антициклон
| Часть серии о |
| Погода |
|---|
 Погодный портал |
Антициклон определяемое — это погодное явление, как крупномасштабная циркуляция ветров вокруг центральной области высокого атмосферного давления по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой стрелки в Южном полушарии , если смотреть сверху (напротив циклона ). [1] Эффекты наземных антициклонов включают прояснение неба, а также более прохладный и сухой воздух. Туман также может образоваться ночью в области более высокого давления.
Системы средней тропосферы , такие как субтропический хребет , отклоняют тропические циклоны по своей периферии и вызывают температурную инверсию, препятствующую свободной конвекции вблизи их центра, создавая дымку на поверхности под их основанием. Антициклоны наверху могут образовываться внутри минимумов с теплым ядром, таких как тропические циклоны , из-за нисходящего холодного воздуха с задней стороны верхних впадин, таких как полярные максимумы , или из-за крупномасштабного опускания, такого как субтропический хребт .Эволюция антициклона зависит от таких переменных, как его размер, интенсивность и степень влажной конвекции , а также от силы Кориолиса . [2]
История
[ редактировать ]Сэр Фрэнсис Гальтон впервые открыл антициклоны в 1860-х годах. Системы высокого давления также называют антициклонами. Их циркуляцию иногда называют cumsole . Под нисходящей частью циркуляции клеток Хэдли формируются субтропические зоны высокого давления . Области высокого давления на верхних уровнях лежат над тропическими циклонами из-за их теплого ядра.
Поверхностные антициклоны образуются из-за нисходящего движения через тропосферу, слой атмосферы, в котором возникает погода. Предпочтительные области синоптического течения на более высоких уровнях тропосферы находятся под западной стороной впадин. На картах погоды в этих областях показаны сходящиеся ветры (изотахи), также известные как слияние , или сходящиеся линии высот вблизи или выше уровня нерасхождения, который находится вблизи поверхности давления 500 гПа примерно на полпути вверх по тропосфере. [3] [4] Поскольку они ослабевают с высотой, эти системы высокого давления холодные.
Субтропический хребет
[ редактировать ]
Нагревание Земли вблизи экватора вызывает движение вверх и конвекцию вдоль муссонной впадины или внутритропической зоны конвергенции . Расхождение над приэкваториальным впадиной приводит к тому, что воздух поднимается и удаляется от экватора и к полюсам вверху. По мере продвижения воздуха к средним широтам он охлаждается и опускается, что приводит к опусканию вблизи 30-градусной параллели обоих полушарий. Эта циркуляция, известная как ячейка Хэдли, образует субтропический хребет. [5] Многие из пустынь мира возникли из-за этих климатологических зон высокого давления . [6] Поскольку эти антициклоны усиливаются с высотой, они известны как гребни теплого ядра.
Формирование наверху
[ редактировать ]Развитие антициклонов наверху происходит в циклонах с теплым ядром, таких как тропические циклоны, когда скрытое тепло, вызванное образованием облаков , высвобождается наверху, повышая температуру воздуха; результирующая толщина атмосферного слоя увеличивает высокое давление наверху, что приводит к эвакуации их оттока.
Структура
[ редактировать ]При отсутствии вращения ветер имеет тенденцию дуть из областей высокого давления в области низкого давления . [7] Чем сильнее разница давлений (градиент давления) между системой высокого и низкого давления, тем сильнее ветер. Сила Кориолиса, вызванная вращением Земли , обеспечивает ветрам в системах высокого давления циркуляцию по часовой стрелке в северном полушарии (поскольку ветер движется наружу и отклоняется вправо от центра высокого давления) и циркуляцию против часовой стрелки в южном полушарии (поскольку ветер движется наружу и отклоняется вправо от центра высокого давления). ветер движется наружу и отклоняется влево от центра высокого давления). Трение о землю замедляет ветер, исходящий из систем высокого давления, и заставляет ветер течь больше наружу (более агеострофически ) от центра. [8]
Эффекты
[ редактировать ]Наземные системы
[ редактировать ]
Системы высокого давления часто связаны со слабыми ветрами у поверхности и опусканием воздуха из более высоких частей тропосферы . Оседание обычно нагревает воздушную массу за счет адиабатического (сжимающего) нагрева. [9] Таким образом, высокое давление обычно приносит ясное небо. [10] Поскольку в течение дня нет облаков, отражающих солнечный свет, поступает больше солнечной радиации и нагрева, поэтому температура у поверхности быстро повышается. Ночью отсутствие облаков означает, что исходящая длинноволновая радиация (т. е. тепловая энергия от поверхности) не блокируется, позволяя теплу уходить и обеспечивая более прохладные дневные низкие температуры во все времена года. Когда приземный ветер становится слабым, оседание, вызванное непосредственно системой высокого давления, может привести к скоплению твердых частиц в городских районах под высоким давлением, что приведет к повсеместной дымке . [11] на уровне поверхности Если относительная влажность за ночь поднимется до 100 процентов, туман . может образоваться [12]
Движение континентальных арктических воздушных масс в более низкие широты создает сильные, но вертикально неглубокие системы высокого давления. Эти системы влияют на их давление. [13] На уровне поверхности резкая температурная инверсия может привести к появлению областей устойчивых слоисто-кучевых облаков или слоистых облаков , в просторечии известных как антициклонический мрак. Тип погоды, вызываемый антициклоном, зависит от его происхождения. Например, расширение высокого давления на Азорских островах может привести к антициклоническому мраку зимой, поскольку они собирают влагу, перемещаясь над более теплыми океанами. Высокие давления, которые накапливаются на севере и движутся на юг, часто приносят ясную погоду, поскольку они охлаждаются у основания (а не нагреваются), что помогает предотвратить образование облаков.
Когда арктический воздух движется над незамерзшим океаном, воздушная масса сильно видоизменяется над более теплой водой и принимает характер морской воздушной массы, что снижает прочность системы высокого давления. [14] Когда чрезвычайно холодный воздух перемещается над относительно теплыми океанами, полярные минимумы . могут развиться [15] Однако теплые и влажные (или морские тропические) воздушные массы, которые движутся к полюсу от тропических источников, изменяются медленнее, чем арктические воздушные массы. [16]
Среднетропосферные системы
[ редактировать ]
Циркуляция вокруг хребтов среднего уровня (высоты) и оседание воздуха в их центре направляют тропические циклоны вокруг их периферии и за ее пределы. Из-за проседания внутри системы этого типа может образоваться шапка , которая препятствует свободной конвекции и, следовательно, смешиванию нижнего и среднего уровней тропосферы. Это ограничивает грозы и другие погодные явления низкого давления вблизи их центров и улавливает низкоуровневые загрязнители, такие как озон , в виде дымки под их основанием, что является серьезной проблемой в крупных городских центрах в летние месяцы, таких как Лос-Анджелес, Калифорния и Мехико .
Верхние тропосферные системы
[ редактировать ]Существование высокого давления на верхних уровнях (высоте) допускает расхождение поверхностей верхних уровней, что приводит к сближению . Отсутствие перекрывающего гребня среднего уровня приводит к свободной конвекции и развитию ливней и гроз, если нижние слои атмосферы влажные. Поскольку между конвективным тропическим циклоном и максимумом верхнего уровня возникает петля положительной обратной связи , обе системы усиливаются. Этот цикл прекращается, как только температура океана опускается ниже 26,5 °C (79,7 °F). [17] снижение грозовой активности, что затем ослабляет систему высокого давления верхнего уровня.
Важность для глобальных режимов муссонов
[ редактировать ]Когда субтропический хребет в северо-западной части Тихого океана сильнее, чем в других районах, это приводит к сезону влажных муссонов в Азии . [18] Положение субтропического хребта связано с тем, как далеко на север распространяются муссонная влага и грозы в Соединенные Штаты . Обычно субтропический хребет через Северную Америку начались муссонные условия . на юго-западе пустыни мигрирует достаточно далеко на север, чтобы с июля по сентябрь [19] Когда субтропический хребет находится дальше на север, чем обычно, в сторону Четырех Углов , грозы ново-мексиканского муссона могут распространиться на север, в Аризону и Нью-Мексико . При подавлении на юге атмосфера на юго-западе пустыни высыхает, вызывая перерыв в режиме муссонов. [20]
Изображение на картах погоды
[ редактировать ]
На картах погоды центры высокого давления обозначаются буквой H в английском языке, [21] в пределах изобары с наибольшим значением давления. На картах верхнего уровня постоянного давления антициклоны расположены в пределах контура линии наибольшей высоты. [22]
Внеземные версии
[ редактировать ]На Юпитере есть два примера внеземного антициклонического шторма; Большое Красное Пятно и недавно образовавшийся Овал БА на Юпитере. Они питаются от меньших штормов, сливающихся [23] в отличие от любого типичного антициклонического шторма, который случается на Земле, где их питает вода. Другая теория состоит в том, что более теплые газы поднимаются в столбе холодного воздуха, создавая вихрь, как и в случае с другими штормами, включая Пятно Анны на Сатурне и Большое Темное Пятно на Нептуне . Антициклоны также были обнаружены вблизи полюсов Венеры . [24] [25]
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Глоссарий: Антициклон» . Национальная метеорологическая служба. Архивировано из оригинала 29 июня 2011 года . Проверено 19 января 2010 г.
- ^ Ростами, Масуд; Цейтлин, Владимир (2017). «Влияние конденсации и скрытого тепловыделения на баротропную и бароклинную неустойчивость вихрей во вращающейся модели f-плоскости мелкой воды» (PDF) . Геофизическая и астрофизическая гидродинамика . 111 (1): 1–31. Бибкод : 2017GApFD.111....1R . дои : 10.1080/03091929.2016.1269897 . S2CID 55112620 .
- ^ Глоссарий метеорологии (2009). Уровень недивергенции. Архивировано 28 июня 2011 г. в Wikiwix Американского метеорологического общества . Проверено 17 февраля 2009 г.
- ^ Константин Матчев (2009). Циклоны средних широт - II. Архивировано 25 февраля 2009 г. в Wayback Machine . Университет Флориды . Проверено 16 февраля 2009 г.
- ^ Доктор Оуэн Э. Томпсон (1996). Циркуляционная ячейка Хэдли. Архивировано 5 марта 2009 г. на канале Wayback Machine Channel Video Productions. Проверено 11 февраля 2007 г.
- ^ Команда ThinkQuest 26634 (1999). Формирование пустынь. Архивировано 17 октября 2012 г. в Wayback Machine . Образовательный фонд Oracle ThinkQuest. Проверено 16 февраля 2009 г.
- ^ БВЭА (2007). Образование и карьера: Что такое ветер? Архивировано 4 марта 2011 г. в Wayback Machine Британской ассоциации ветроэнергетики . Проверено 16 февраля 2009 г.
- ^ ДжетСтрим (2008). Происхождение ветра. Архивировано 9 августа 2011 г. в Wayback Machine . Штаб-квартира Национальной метеорологической службы Южного региона. Проверено 16 февраля 2009 г.
- ^ Управление федерального координатора по метеорологии (2006 г.). Приложение G: Глоссарий. Архивировано 25 февраля 2009 г. в Wayback Machine . НОАА . Проверено 16 февраля 2009 г.
- ^ Джек Уильямс (2007). Что это происходит внутри взлетов и падений. Архивировано 24 августа 2012 г. в Wayback Machine . США сегодня . Проверено 16 февраля 2009 г.
- ^ Правительство Мьянмы (2007). Haze. Архивировано 27 января 2007 г. в Wayback Machine . Проверено 11 февраля 2007 г.
- ^ Роберт Тардиф (2002). Характеристики тумана. Архивировано 20 мая 2011 г. на Wayback Machine . NCAR Национальная исследовательская лаборатория . Проверено 11 февраля 2007 г.
- ^ Новости CBC (2009). Виноват Юкон: арктические воздушные массы охлаждают остальную часть Северной Америки . Канадский радиовещательный центр. Проверено 16 февраля 2009 г.
- ^ Федеральное управление гражданской авиации (1999). Руководство по производству полетов международной авиации общего назначения в Северной Атлантике , Глава 2: Окружающая среда . ФАА . Проверено 16 февраля 2009 г.
- ^ Расмуссен, Э.А. и Тернер, Дж. (2003). Полярные минимумы: мезомасштабные погодные системы в полярных регионах, Cambridge University Press, Кембридж, стр. 612.
- ^ Доктор Али Токай (2000). глава 11: Воздушные массы, фронты, циклоны и антициклоны. Университет Мэриленда, округ Балтимор . Проверено 16 февраля 2009 г.
- ^ Крис Ландси . Тема: А15) Как образуются тропические циклоны? Архивировано 27 августа 2009 г. в Wayback Machine Национальном центре ураганов . Получено от 8 июня 2008 г.
- ^ К.-П. Чанг, Юншэн Чжан и Тим Ли (1999). Межгодовые и междекадные вариации восточноазиатского летнего муссона и ТПМ в тропической части Тихого океана, часть I: Роль субтропического хребта . Журнал климата: стр. 4310–4325. Проверено 11 февраля 2007 г.
- ^ Университет штата Аризона (2009). Основы метеорологии муссонов и пустынь в Аризоне. Архивировано 31 мая 2009 г. на Wayback Machine . Проверено 11 февраля 2007 г.
- ^ Дэвид К. Адамс (2009). Обзор изменчивости североамериканских муссонов. Архивировано 8 мая 2009 г. в Wayback Machine . Геологическая служба США . Проверено 11 февраля 2007 г.
- ^ Кейт К. Хейдорн (2005). Погода: взлеты и падения: Часть 1. Архивировано 30 сентября 2009 г. в Wayback Machine The Weather Doctor. Проверено 16 февраля 2009 г.
- ^ Глоссарий метеорологии (2009). Высокий. Архивировано 28 июня 2011 г. на Wikiwix. Американское метеорологическое общество . Проверено 16 февраля 2009 г.
- ^ Васавада, Ашвин Р.; Шоумен, Адам П. (24 апреля 2018 г.). «Динамика атмосферы Юпитера: обновление после Галилея и Кассини» . Отчеты о прогрессе в физике . 68 (8): 1935. Бибкод : 2005РПФ...68.1935В . дои : 10.1088/0034-4885/68/8/R06 . S2CID 53596671 . Получено 24 апреля 2018 г. - через Институт физики.
- ^ Митчелл, Данн М.; Скотт, Ричард К.; Севиур, Уильям Дж. М.; Томсон, Стивен И.; Во, Дэррин В.; Тинби, Николас А.; Болл, Эмили Р. (декабрь 2021 г.). «Полярные вихри в планетных атмосферах» . Обзоры геофизики . 59 (4). Бибкод : 2021RvGeo..5900723M . дои : 10.1029/2020RG000723 . hdl : 10871/127997 . ISSN 8755-1209 . S2CID 244847322 .
- ^ Сауэрби, Польша (1981). «Атмосферы Венеры и Юпитера» . Журнал Британской астрономической ассоциации . 91 : 501. Бибкод : 1981JBAA...91..501S . Проверено 17 апреля 2022 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Фотография Внутритропической зоны конвергенции - Центр космических полетов имени Годдарда НАСА
